快速制备Cf/SiC复合材料的组织与力学性能

作者：王洋; 李国栋^*; 于士杰; 姜毅

来源：粉末冶金材料科学与工程, 2022, 27(01): 92-101.

DOI：10.19976/j.cnki.43-1448/tf.2021083

• Cf/SiC复合材料
• 料浆针刺
• 化学气相渗透
• 抗弯强度
• 断裂韧性

以Si C粉末、醇溶性酚醛树脂粉末以及炭纤维毡、炭纤维无纬布为原料,采用料浆刷涂-针刺-温压固化-高温碳化工艺,在料浆中酚醛树脂的体积分数分别为10%和15%、温压固化压力分别为8 MPa和20 MPa条件下制备Cf/SiC多孔预制体,然后通过化学气相渗透法沉积Si C,快速制备Cf/SiC陶瓷基复合材料。观察和分析复合材料的形貌和组织结构,测定材料的密度、孔隙率、抗弯强度和断裂韧性等性能。结果表明:料浆中的酚醛树脂体积分数较低时,Cf/SiC复合材料的性能较好,并且随固化压力增加而提高。在酚醛树脂体积分数为10%、温压固化压力为20 MPa条件下得到开孔隙率为13.1%的高致密Cf/SiC复合材料,该材料的基体较致密,且纤维束和基体之间基本没有孔隙;当材料受到外加载荷时,通过纤维拔出、纤维脱粘和裂纹偏转来提高复合材料的强度和韧性,断裂方式为假塑性断裂,抗弯强度和断裂韧性都较高,分别为570 MPa和18.6 MPa·m1/2。

• 单位
  中南大学; 粉末冶金国家重点实验室