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《PIP工藝制備Cf-SiCZrB2陶瓷基復合材料的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、PIP工藝制備Cf/SiC-ZrB2陶瓷基復合材料的研究姜凱1王艷艷1張慶利2周長靈1楊芳紅1（1山東工業(yè)陶瓷研究設(shè)計院，淄博255031；2空軍駐山東地區(qū)軍事代表室，濟南，255010）摘要：以聚碳硅烷和硼化鋯前驅(qū)體為原料，采用前驅(qū)體浸漬裂解工藝制備Cf/SiC-ZrB2復合材料，首先研究了粘度對前驅(qū)體溶液浸漬效率和材料致密度的影響，進而研究了浸漬壓力等條件對材料性能的影響。結(jié)果表明：合理的溶液組分配比關(guān)系到混合溶液的粘度，是影響浸漬性能的主要因素；真空加壓浸漬的方法可以減少制備周期，快速提高材料致密度，對材料的各方面性能都有明顯的改善。關(guān)鍵詞：浸漬工藝，粘度，真空壓力Fabricat
2、ionofCf/SiC-ZrB2CompositesbyPIPProcessJiangKai1WangYanyan1ZhangQingli2ZhouChangling1YangFanghong1(1ShandongResearchandIndustrialCeramic,Zibo255031;2MilitaryRepresentativeOfficeofPLAAirForceinShandongRegion,Jinan,255010)Abstract：UsingPCSandZrB2precursorasrawmaterials,wepreparedCf/SiC-ZrB2composite
3、sthroughprecursorinfiltrationandpyrolysisprocess(PIP).Firstly,westudiedtheinfluenceofviscosityontheefficiencyofprecursorinfiltrationanddensityofthecomposites.Thentheeffectofinfiltrationpressureontheperformanceofcompositematerialswasstudied.Theresultsarethattheviscosityofthemixedsolutiondependedon
4、thecomponentproportionofthesolution,whicharethemaininfluencingfactorsoftheperformanceofinfiltration.Throughvacuum-pressureinfiltrationmethod,thefabricationperiodcanbereduced,sothecompositescanbedensifiedfasterandtheperformanceofthematerialscanbeimprovedgreatly.Keywords:infiltrationprocess;viscosi
5、ty;vacuumandpressure1引言目前，為了獲得能夠滿足航空航天需求的超高溫抗燒蝕材料，在Cf/SiC復合材料的基礎(chǔ)上引入ZrB2超高溫陶瓷已成為研究的主流方向。它是利用ZrB2的高熔點、高硬度和優(yōu)異抗氧化性能來克服Cf/SiC復合材料的不足，提升材料的使用溫度和抗燒蝕性能。前驅(qū)體浸漬裂解法（Precursorinfiltrationpyrolysis,PIP）作為制備Cf/SiC-ZrB2復合材料的一種新工藝，是利用前驅(qū)體混合溶液在真空加壓狀態(tài)下浸漬碳纖維預(yù)制體，固化交聯(lián)后經(jīng)高溫裂解，轉(zhuǎn)化為無機陶瓷基體的工藝方法[1]。該工藝裂解溫度低，組分可設(shè)計，陶瓷基體分散均勻而且對于
6、大尺寸、復雜構(gòu)件的制備尤為具備優(yōu)勢[2]。但是由于有機前驅(qū)體在高溫裂解過程中要產(chǎn)生大量的小分子氣體；從裂解溫度降到室溫，基體收縮開裂產(chǎn)生很多小裂紋，從而影響到材料的致密化。因此采用PIP工藝制備復合材料需要經(jīng)過多次浸漬裂解周期，有些甚至需要多達十幾次循環(huán)周期，長達2個月才能實現(xiàn)材料致密化[3]?？s短制備周期、提高浸漬效率就成為PIP制備復合材料中的關(guān)鍵技術(shù)。本實驗重點研究了浸漬工藝對Cf/SiC-ZrB2復合材料的致密度和浸漬周期的影響。作者簡介：姜凱（1989~），男，助理工程師.主要從事前驅(qū)體浸漬裂解工藝方面的研究2實驗2.1原料采用等溫CVI工藝制備的低密度的Cf/SiC平板，初始
7、密度為1.3g/cm3，氣孔率為40%。前驅(qū)體為聚碳硅烷（PCS）溶液和硼化鋯的前驅(qū)體溶液，聚碳硅烷平均分子質(zhì)量約為1600，軟化溫度在200℃左右，轉(zhuǎn)化率＞50%。硼化鋯前驅(qū)體溶液為棕色液體，轉(zhuǎn)化率＞30%。前驅(qū)體溶劑為工業(yè)純二甲苯。2.2復合材料制備制備一定濃度的PCS溶液，配制硼化鋯和碳化硅前驅(qū)體的混合溶液。實驗采用常壓高壓結(jié)合、真空振動浸漬、高溫裂解工藝制備Cf/SiC-ZrB2復合材料。浸漬周期為5個周期。2.3測試方法采
