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《国防科学技术大学》 2010年
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SiC_f/SiC复合材料反射镜坯体的制备与性能研究

司亚凯  
【摘要】:本文以空间轻质反射镜为研究背景,开展短切SiC纤维增强SiC复合材料制备技术研究。使用短切SiC纤维制成的整体毡预制件,利用CVD工艺在SiC纤维表面沉积一定厚度的SiC涂层,采用PIP工艺引入一定量的C得到多孔SiC_f/C复合材料,最后通过GSI工艺制得致密的SiC_f/SiC复合材料。对不同浸渍裂解次数得到的SiC_f/C复合材料素坯进行了分析,考察了不同孔隙率素坯烧结所得SiC_f/SiC复合材料的组成、结构、力学、热学性能的变化情况。对SiC_f/C素坯进行高温处理,分析高温处理后素坯中裂解碳和孔隙率的变化,并对烧结后所得SiC_f/SiC复合材料各项性能的变化进行了讨论。 (1)对SiC_f/C复合材料素坯中裂解碳含量分析设计,根据SiC纤维编织件的孔隙率建立假设模型,计算出素坯的理论最佳孔隙率为48.7%、理论裂解碳含量为41.3%。 (2)对不同浸渍裂解次数制得的SiC_f/C复合材料素坯进行分析,随着浸渍裂解次数的增加,素坯密度增加,孔隙率降低,裂解C含量的增加,且素坯密度增加的速度趋缓。浸渍裂解次数为2次时,素坯的孔隙率为46.7%,最为接近理论临界孔隙率。 (3)研究了不同浸渍裂解次数素坯制得SiC_f/SiC复合材料的组成、力学和热学性能。XRD和金相分析结果表明,随着渍裂解次数的增加,SiC_f/SiC复合材料中残余硅含量降低、残余碳含量增加。当浸渍裂解次数为2次时,素坯中裂解C含量为43.3vol%,此时SiC_f/SiC复合材料力学性能最佳,强度和模量分别为160.45MPa和242.62GPa。所得SiC_f/SiC复合材料的CTE随着裂解次数的增加不断降低,分别为4.4×10~(-6)/K、4.2×10~(-6)/K、4.1×10~(-6)/K、3.8×10~(-6)/K。 (4)考察了素坯高温处理后所得SiC_f/SiC复合材料的组成和力学性能。高温处理素坯所得复合材料中残余Si含量减小,SiC含量增多,其密度有一定的提高。但所得复合材料的力学性能降低,在素坯孔隙率较为接近的情况下,所得SiC_f/SiC复合材料弯曲强度由160.5MPa降至116.9MPa。
【学位授予单位】:国防科学技术大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TB332

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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【参考文献】
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【同被引文献】
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