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热压辅助先驱体裂解制备C_f/SiC,Si_3N_4复合材料的研究

方晖  
【摘要】: 本文以碳纤维三维编织物作为增强相,研究了热压辅助先驱体裂解制备C_f/SiC,Si_3N_4复合材料的工艺;以聚碳硅烷(PCS)作为先驱体,考察了不同热压温度对于C_f/SiC材料密度和力学性能的影响;以聚硅氮烷(PSZ)作为先驱体制备C/Si_3N_4复合材料,通过不同的升温制度,研究了先驱体转化裂解制备陶瓷基复合材料工艺中影响材料性能最关键的因素;并对不同表面胶碳纤维对于先驱体转化工艺制得材料性能的影响作出了初步讨论。 研究结果表明,先驱体转化裂解制备陶瓷基复合材料过程中,第一次浸渍后引入热压工艺可以显著提高材料的性能。以PCS作为先驱体热压辅助裂解制备C_f/SiC工艺的最佳热压温度为1600℃,在此温度下热压,材料平均强度超过500MPa,最高达到672MPa,韧性达到18.9MPam~(1/2)。 研究也表明,在先驱体转化制备陶瓷基复合材料的工艺中,升温速率是决定材料性能的关键因素之一,也是热压辅助先驱体裂解制得材料性能优异的主要原因。采用10min/℃的升温速率,材料的平均强度达到了604MPa。 研究结果还表明,不同表面胶碳纤维对于复合材料的性能影响很大。吉碳2#胶碳纤维较适合于先驱体裂解转化法制备C_f/SiC。


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