摘要
以SiC纳米纤维(SiC nanofiber,SiCnf)气凝胶为增韧材料,通过模压成型工艺制备SiCnf预制体,克服了SiCnf气凝胶难以采用常规方法编织以及机械搅拌易造成损伤的问题。采用前驱体浸渍裂解(precursor infiltration and pyrolysis,PIP)及反应熔渗(reactive melt infiltration,RMI)工艺制备SiCnf增韧SiC陶瓷基复合材料,研究了SiC界面相包覆次数对复合材料结构和性能的影响。结果表明,模压成型制备的预制体中SiCnf完整度好、长径比高,SiCnf体积分数高达19.95%,有效改进了原位生长方式制备的SiCnf含量少、长度短、拔出效应弱的不足。对SiCnf进行2次SiC界面相包覆时,热解产生的SiC不能完全包覆SiCnf,纳米纤维与基体间界面结合强度较高,限制了SiCnf的强韧化效果的发挥;对SiCnf进行4次SiC界面相包覆时,纳米纤维与基体间适宜的界面结合强度使得SiCnf的拔出和裂纹偏转机制得到有效发挥,材料表现为韧性断裂,复合材料抗弯强度及断裂韧性分别达到最大值175.9 MPa和15.4 MPa·m1/2,提升至未包覆SiC界面相复合材料的1.3倍和2.2倍;对SiCnf进行6次SiC界面相包覆时,体系中碳含量仅为7%,限制了材料的致密化。
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