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材料工程  2012, Vol. 0 Issue (9): 44-47    
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C/SiC复合材料的低温制备工艺研究
周长城1,2, 张长瑞2, 胡海峰2, 张玉娣2
1. 总后建筑工程研究所, 西安 710032;
2. 国防科学技术大学 航天与材料工程学院, 长沙 410073
Preparation of C/SiC Composites at Low Temperature
ZHOU Chang-cheng1,2, ZHANG Chang-rui2, HU Hai-feng2, ZHANG Yu-di2
1. Architectural Engineering Institute of General Logistics Department, Xi’an 710032,China;
2. College of Aerospace & Materials Engineering, National University of Defense Technology,Changsha 410073,China
全文: PDF(14179 KB)   HTML()
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 陶瓷基复合材料制备温度过高一直是制约其引入主动冷却工艺、突破其本征使用温度的主要原因之一。采用差热(TG-DTA)、红外(IR)、X射线衍射(XRD)等分析测试手段,研究了聚碳硅烷(Polycarbosilane, PCS)的裂解及化学转化过程,从理论上说明了先驱体聚碳硅烷(PCS)低温(<1000℃)陶瓷化的可行性。结果表明:聚碳硅烷在750℃实现无机化,880℃开始结晶,即聚碳硅烷在高温合金耐受温度范围(<1000℃)内,即可实现陶瓷化。以聚碳硅烷(PCS)为先驱体,炭纤维为增强体,采用先驱体浸渍裂解(PIP)工艺低温制备了炭纤维增强碳化硅(C/SiC)陶瓷基复合材料,当制备温度为900℃时,所制备C/SiC复合材料密度为1.70g/cm3,弯曲强度达到657.8MPa,剪切强度为61.02MPa,断裂韧性为22.53MPa·m1/2,并采用扫描电子显微镜(SEM)对复合材料的微观形貌进行了分析。
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周长城
张长瑞
胡海峰
张玉娣
关键词 PCSC/SiC复合材料先驱体浸渍裂解低温制备    
Abstract:In order to introduce actively cooling technology into ceramic matrix composites, it is essential to decrease the preparation temperature of ceramic matrix composites. The conversion process of the polycarbosilane (PCS) into silicon carbide (SiC) was investigated by TG-DTA, infrared spectrum analysis (IR) and X-ray diffraction (XRD) etc, which indicated the feasibility of transition from PCS to SiC ceramic at low temperatures under 1000℃. The carbon fiber reinforced silicon carbide (C/SiC) composites were hereby prepared at low temperatures as 900℃ through precursor infiltration and pyrolysis (PIP), and polycarbosilane (PCS) acted as precursor, carbon fiber as enhanced fiber. The results show that the mechanical properties of C/SiC composites prepared at 900℃ are excellent, flexural strength of composites prepared at 900℃ reaching 657.8MPa,shear strength 61.02MPa, fracture toughness 22.53MPa·m1/2, and density being only 1.70g/cm3. Furthermore, the fracture surface was analyzed by SEM.
Key wordsPCS    C/SiC    composite    PIP    low temperature pyrolysis
收稿日期: 2011-05-12      出版日期: 2012-09-20
中图分类号: 

TB323

 
作者简介: 周长城(1980-),男,博士,工程师,主要从事复合材料方面的研究工作,联系地址:陕西省西安市金花北路16号总后建筑工程研究所(710032),E-mail:jgszcc@163.com
引用本文:   
周长城, 张长瑞, 胡海峰, 张玉娣. C/SiC复合材料的低温制备工艺研究[J]. 材料工程, 2012, 0(9): 44-47.
ZHOU Chang-cheng, ZHANG Chang-rui, HU Hai-feng, ZHANG Yu-di. Preparation of C/SiC Composites at Low Temperature. Journal of Materials Engineering, 2012, 0(9): 44-47.
链接本文:  
http://jme.biam.ac.cn/CN/      或      http://jme.biam.ac.cn/CN/Y2012/V0/I9/44
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