碳纤维预制体结构对CVI-GSI C/C-SiC复合材料微观结构与力学性能的影响

摘要：

采用不同面密度和丝束大小的碳纤维布,通过不同z向缝合方式编织了两种碳布叠层结构的碳纤维预制体,再经化学气相渗透法(chemical vapor infiltration,CVI)与气相渗硅法(gaseous silicon infiltration,GSI)联用制备了C/C-SiC复合材料.研究了碳纤维预制体结构对CVI-GSI C/C-SiC复合材料微观结构与力学性能的影响.结果表明,由纤维体积分数与 C/C素坯密度都相同的预制体所制备的两种复合材料的密度、各相组成、结构与性能均大不相同.较小的碳纤维丝束(1K)和碳布面密度(92 g/m2),以及锁式缝合留下的较大孔隙为GSI反应中Si蒸气的渗透提供了更加充足的通道,最终制备的T1 复合材料孔隙率低、结构均匀、性能更高,其弯曲强度、模量和断裂韧度分别为 300.97 MPa,51.75 GPa,11.32 MPa·m1/2.初始预制体结构和C/C中间体结构的综合调控是CVI-GSI联用工艺制备高性能C/C-SiC复合材料的关键.

关键词：C/C-SiC复合材料、预制体结构、气相渗硅、化学气相渗透、碳布叠层

所属期刊栏目：51

分类号：TB332(工程材料学)

资助基金：国家重点研发计划2021YFB3701500

在线出版日期：2023-08-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：142-148