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超高温陶瓷基复合材料制备工艺研究进展

宇航材料工艺 doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2012.04.002

对超高温陶瓷作了简要介绍,综述了先驱体浸渍裂解( PIP)、反应熔体浸渗(RMI)、化学气相渗透(CVI)、泥浆法(SI)等工艺的最新研究进展.

素坯密度对气相渗硅制备C/C-SiC复合材料结构与性能的影响

材料工程 doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2016.07.004

三维针刺碳毡经化学气相渗透（Chemical Vapor Infiltration, CVI）增密制备C/C素坯，通过气相渗硅（Gaseous Silicon Infiltration, GSI）制备C/C-SiC复合材料。研究素坯密度与CVI C层厚度及素坯孔隙率的变化规律，并分析素坯密度对C/C-SiC复合材料力学性能、热学性能的影响。结果表明：随着素坯密度增大，CVI C层变厚，孔隙率减小；C/C-SiC复合材料中残C量随之增大，残余Si量随之减小，SiC先保持较高含量（体积分数约40%），随后迅速降低，C/C-SiC复合材料密度逐渐减小，力学性能先增大后减小，而热导率及热膨胀系数降低至平稳。当素坯密度为1.085g/cm³时，复合材料力学性能最好，弯曲强度可达308.31MPa，断裂韧度为11.36MPa·m^1/2。研究发现：素坯孔隙率较大时，渗硅通道足够，残余硅多，且CVI C层较薄，纤维硅蚀严重，C/C-SiC复合材料力学性能低；素坯孔隙率较小时，渗硅通道很快阻塞，Si和SiC含量少，而闭孔大且多，C/C-SiC复合材料力学性能也不高。

关键词: C/C素坯 , 气相渗硅 , C/C-SiC , CVI C , 力学性能

C/C-SiC复合材料的反应烧结法制备及应用进展

王静 , 曹英斌 , 刘荣军 , 张德坷 , 严春雷

材料导报

C/C-SiC复合材料具有轻质、高模、高热导率、低热膨胀系数、高温抗氧化等优异性能,是很好的高温结构材料.从C纤维的涂层保护、C/C多孔体的优化设计、反应烧结渗硅3个方面概述了C/C-SiC复合材料的反应烧结工艺制备过程；综述了C/C-SiC复合材料在航空航天、空间光学系统、刹车制动等领域的相关应用进展；展望了C/C-SiC复合材料制备工艺和应用方面的发展趋势.

关键词: C/C-SiC复合材料 , 反应烧结 , 液相渗硅 , 气相渗硅

C/SiC复合材料空间光机结构的研究进展与展望

张德坷 , 曹英斌 , 刘荣军 , 严春雷

材料导报

C/SiC具有轻质、高模、低热膨胀系数等优异的性能,可作为新一代高精度空间光机结构件材料.概述了空间光机结构件材料发展的趋势,对比了RB、CVI、PIP工艺的C/SiC复合材料性能,综述了近年来国内外C/SiC复合材料在空间光机结构中的研究进展及应用情况,指出低成本、短周期、结构和工艺设计以及应用基础研究将是C/SiC复合材料未来发展的重点方向.

关键词: C/SiC复合材料 , 空间光机结构 , 反射镜 , 支撑结构

CVD制备3C-SiC及其应用于MEMS的研究进展

严春雷 , 刘荣军 , 曹英斌 , 张长瑞 , 张德坷

材料导报

高温、强振、强腐蚀、高湿等恶劣环境中的监测和控制系统对MEMS (Microelectromechanical systems)提出了新的挑战.SiC具有化学惰性,高热导率及优良的力学、电学、高温性能,在MEMS技术中备受青睐,成为SiMEMS体系极具竞争力的替代材料.综述了关于立方相碳化硅(3C-SiC)薄膜的化学气相沉积(CVD)制备方法,介绍了其力学、电学性能的最新研究进展,最后举例说明了3C-SiC薄膜在MEMS器件中应用的研究现状.

关键词: 立方相碳化硅薄膜 , 化学气相沉积 , 力学性能 , 电学性能 , MEMS器件

素坯密度对气相渗硅制备C/C-SiC复合材料结构与性能的影响

曹宇 , 刘荣军 , 曹英斌 , 龙宪海 , 严春雷 , 张长瑞

材料工程 doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2016.07.004

三维针刺碳毡经化学气相渗透(Chemical Vapor Infiltration,CVI)增密制备C/C素坯,通过气相渗硅(Gaseous Sil-icon Infiltration,GSI)制备C/C-SiC复合材料.研究素坯密度与CVI C层厚度及素坯孔隙率的变化规律,并分析素坯密度对C/C-SiC复合材料力学性能、热学性能的影响.结果表明:随着素坯密度增大,CVI C层变厚,孔隙率减小;C/C-SiC复合材料中残C量随之增大,残余Si量随之减小,SiC先保持较高含量(体积分数约40％),随后迅速降低,C/C-SiC复合材料密度逐渐减小,力学性能先增大后减小,而热导率及热膨胀系数降低至平稳.当素坯密度为1.085g/cm3时,复合材料力学性能最好,弯曲强度可达308.31MPa,断裂韧度为11.36MPa·m1/2.研究发现:素坯孔隙率较大时,渗硅通道足够,残余硅多,且CVI C层较薄,纤维硅蚀严重,C/C-SiC复合材料力学性能低;素坯孔隙率较小时,渗硅通道很快阻塞,Si和SiC含量少,而闭孔大且多,C/C-SiC复合材料力学性能也不高.

关键词: C/C素坯 , 气相渗硅 , C/C-SiC , CVI C , 力学性能