Cf-BN-SiC復合材料制備工藝、結構及性能研究.pdf

1、BN是一種性能優(yōu)異的陶瓷材料，具有耐高溫、抗氧化、自潤滑、低密度等優(yōu)點，在熱防護材料、摩擦磨損材料和透波材料等領域有廣闊的應用前景。本文針對新型Cf/BN-SiC復合材料的制備及性能研究，探索了先驅體浸漬熱解（PIP）結合氣相滲硅（GSI）工藝的材料制備路線，研究了工藝條件、組成結構與材料力學性能、摩擦磨損性能和抗氧化性能之間的關系，并討論了BN對材料性能的影響機制。本研究主要內(nèi)容包括：
　?、旁跉庀酀B硅制備Cf/SiC復合材料的

2、工藝基礎上，采用PIP工藝引入BN基體制備Cf/BN-SiC復合材料，通過調節(jié)先驅體硼吖嗪溶液的濃度，實現(xiàn)了BN基體的可控制備。由于滲硅過程中BN與Si的不潤濕，導致材料具有較大的孔隙率和較小的密度。
　?、蒲芯苛藷峤馓己繉f/BN-SiC力學性能的影響，在引入3個周期熱解碳時，Cf/BN-C坯體的孔隙率接近臨界孔隙率，制備的Cf/BN-SiC復合材料力學性能較好。引入3個周期熱解碳制備的Cf/BN-SiC復合材料的力學性能隨

3、BN含量的增加而下降，BN含量分別為0％、1.6vol.%、6.6vol.%和11.8vol.%時材料的彎曲強度分別為126.1MPa、97.9 MPa、71.4MPa和52.4MPa，彈性模量分別為19.1GPa、17.6 GPa、16.5GPa和12.7GPa。造成該現(xiàn)象的原因是：由于BN在纖維束與基體之間形成結合較弱的界面層，導致斷裂過程中纖維以整束的形式拔出，降低了纖維的承載能力。
　?、茄芯苛薆N含量對Cf/SiC復合材

4、料摩擦磨損性能的影響，與Cf/SiC復合材料對比，Cf/BN-SiC具有較小的質量磨損率，同時BN的引入能夠調節(jié)復合材料的摩擦系數(shù)，隨基體BN含量的增加，摩擦系數(shù)從0.70下降至0.56。由于六方氮化硼具有良好的自潤滑性，其在摩擦過程中容易形成完整、連續(xù)的摩擦膜，減小了纖維的剪切磨損，降低了材料的摩擦系數(shù)和磨損率。
　?、妊芯苛薆N含量對Cf/BN-SiC復合材料抗氧化性能的影響，與Cf/SiC復合材料相比，BN有效提高了復合材料