周振中
,
李铁虎
,
宋发举
,
艾艳玲
材料导报
化学气相渗透(CVI)是在多孔预制体内部进行的化学气相沉积(CVD),是制备碳/碳(C/C)复合材料最重要的方法之一.介绍了CVI制备C/C复合材料的原理和近年来研究取得的进展,分析和讨论了各种CVI新工艺的特点,最后展望了CVI新工艺的研究方向.
关键词:
化学气相渗透
,
碳/碳复合材料
,
制备
,
预制体
张玉娣
,
张长瑞
材料科学与工程学报
doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2004.05.009
采用化学气相渗透(CVI)与先驱体浸渍裂解(PIP)两种工艺方法联用制备C/SiC陶瓷基复合材料,通过与单纯PIP工艺的致密化效率比较,复合材料的扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)分析,结果表明:采用CVI-PIP联用的方法制备C/SiC复合材料,致密化程度有明显的提高.CVI沉积SiC基体结晶性较好,为典型的β-SiC晶体结构;而PIP先驱体聚碳硅烷裂解基体为无定型结构,基体结构差异是决定材料结构与性能的关键因素.
关键词:
化学气相渗透
,
先驱体浸渍裂解
,
C/SiC复合材料
,
显微结构
张玉娣
,
张长瑞
,
周新贵
,
曹英斌
稀有金属材料与工程
介绍一种化学气相渗透与先驱体浸渍裂解联用(CVI-PIP)的工艺制备碳毡增强SiC复合材料,采用SEM分析复合材料的显微结构,采用三点弯曲法测试复合材料的力学性能,结果显示:在复合材料致密化过程早期,CVI工艺致密化效率明显高于PIP工艺;与完全采用PIP工艺制备C/SiC复合材料相比,采用CVI-PIP工艺可提高复合材料的致密化效率和致密化程度,复合材料残留孔隙率从18.86%下降到5.45%;相应的,C/SiC复合材料的抗弯强度与弹性模量分别从66.43 MPa和38.43 GPa增加到112.16 MPa和68.49 GPa;采用CVI-PIP联用工艺同时能够增加复合材料与其表面CVD涂层的结合性能.
关键词:
化学气相渗透
,
先驱体浸渍裂解
,
工艺
,
显微结构
,
力学性能
解玉鹏
,
成来飞
,
张立同
中国材料进展
doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2015.06.04
提出了采用流延法(Tape Casting,TC)结合化学气相渗透法(Chemical Vapor Infiltration,CVI)制备SiCw/SiC层状结构陶瓷的方法,分析了TC-CVI方法的特点,阐述了SiCw/SiC层状结构陶瓷的强韧化机理及其应用.结果表明:TC-CVI制备方法通过提高晶须体积分数和减少对晶须的损伤来提高材料的强度;通过控制层内和层间界面结合强度来提高材料的韧性.与传统热压烧结工艺制备的层状结构陶瓷相比,TC-CVI制备的SiCw/SiC层状结构陶瓷中晶须含量可达40％(体积分数),其主要增韧机制为层间和层内裂纹偏转、裂纹桥接和晶须拔出等.该材料具有较高的弯曲强度、拉伸强度和断裂韧性,表现出良好的线性变形行为.TC-CVI工艺为制备航空发动机叶片提供了一种可行方法.
关键词:
化学气相渗透
,
流延法
,
SiC
,
SiCw/SiC层状结构陶瓷
,
强韧性
张伟刚
,
新型炭材料
doi:10.3969/j.issn.1007-8827.2006.02.016
为研究热解炭织态结构的生成规律,采用不同压强的甲烷为碳源,在1 100℃条件下进行了化学气相沉积和化学气相渗透实验.化学气相沉积以具有不同表面积/自由体积比([A/V]值)的直通方形多孔陶瓷为基体;化学气相渗透实验在直径为1mm细直孔内表面沉积和对炭纤维体积分数为7%的炭毡进行致密化.借助正交偏光显微镜(消光角)和透射电子显微镜(定向角)对在不同实验条件下制备的热解炭进行分析和定量表征.研究发现:热解炭的织态结构可以在两种不同的沉积条件下形成.当甲烷压强较低时为化学生长阶段;当甲烷压强较高时为物理形核阶段.在化学生长控制阶段,热解炭的织态结构可以利用之前提出的"颗粒填充模型(P-F模型)"加以解释.该模型假设高织构热解炭的沉积一定对应于气相中存在具有合适比例的芳香化合物(例如苯)和线性小分子(主要是C2H2),当二者的浓度比偏离该最优比(或者偏大,或者偏小),均将导致中织构甚至低织构热解炭的生成.在化学生成控制阶段,化学气相沉积和化学气相渗透对热解炭织态结构影响的差别,除了[A/V]值而外,还有氢气的作用.在化学气相渗透过程中,基体内部生成的氢气快速扩散至基体表面,使内外沉积速率和织态结构均发生较大变化.
关键词:
热解炭
,
化学气相沉积
,
化学气相渗透
,
织态结构
谢志勇
,
黄启忠
,
张明瑜
,
苏哲安
,
陈建勋
,
谭瑞轩
,
李建清
材料导报
化学气相渗透(CVI)制备炭/炭复合材料涉及气体扩散和气相沉积2个过程,其工艺控制决定炭纤维坯体的增密速度、热解炭的结构和炭/炭材料的性能.工艺过程的控制主要有4类参数:第一参数包括沉积温度、系统压力、碳源浓度、碳源分压等,第二参数包括均相反应、异相反应和滞留时间等,第三参数为A_s/V_R,也就是沉积基体的表面面积与炉内气体的自由体积之比,以及目前以计算机模拟为主要手段的"第四参数"的研究.在固体表面沉积热解炭的科学研究已经持续了几十年,但至今为止还没有形成一种完善的表面沉积机理,分析了CVI工艺参数发展的趋势,说明了对热解炭微观结构形成机理的认识是一个不断深入的过程.
关键词:
化学气相渗透
,
热解炭
,
微观结构
,
工艺参数
童长青
,
成来飞
,
刘永胜
,
殷小玮
,
张立同
宇航材料工艺
doi:10.3969/j.issn.1007-2330.2011.03.011
采用CVI结合SI及PIP工艺制备2D C/SiC-ZrB2复合材料.研究了PIP工艺中循环浸渍次数及热处理对复合材料结构和力学性能的影响.比较了多孔C/SiC浸渍浆料后用PIP结合CVI致密化和仅用CVI致密化的效果.结果表明:浸渍裂解后,热处理温度相同,热处理次数对复合材料的开孔率和弯曲强度影响不大.2D C/SiC-ZrB2复合材料的弯曲强度不随PIP次数的增多而增加,PIP处理二次后,复合材料的强度逐渐增加,PIP处理五次,强度达到最大值,制备的复合材料开孔率为8.0%、弯曲强度为423 MPa.SI后用PIP结合CVI致密化比仅用CVI致密化效果好.
关键词:
C/SiC-ZrB2复合材料
,
化学气相渗透
,
浆料浸渍
,
先驱体浸渍裂解
