航空發(fā)動機(jī)用連續(xù)SiCf/SiC復(fù)合材料制備工藝及應(yīng)用前景

劉 虎 ，楊金華 ，焦 健

（1.中國航發(fā)北京航空材料研究院先進(jìn)復(fù)合材料國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100095；2.中國航發(fā)北京航空材料研究院航空材料先進(jìn)腐蝕與防護(hù)航空科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100095）

陶瓷基復(fù)合材料（CMC）是指在陶瓷基體中引入增強(qiáng)材料，形成以引入的增強(qiáng)材料為分散相，以陶瓷基體為連續(xù)相的復(fù)合材料，其中分散相可以為連續(xù)纖維、顆粒或者晶須。陶瓷基復(fù)合材料體系非常寬泛，連續(xù)纖維增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料的增強(qiáng)和增韌效果最為優(yōu)異。現(xiàn)階段研究較多的是纖維增強(qiáng)碳化硅基復(fù)合材料，根據(jù)纖維種類不同，又分為碳纖維增強(qiáng)碳化硅（Cf/SiC）復(fù)合材料和碳化硅纖維增強(qiáng)碳化硅（SiCf/SiC）復(fù)合材料。

與其他材料相比，SiCf/SiC復(fù)合材料有以下突出特點(diǎn)：（1）耐高溫，該類材料的耐溫能力主要由SiC纖維的耐溫能力決定，在無冷卻結(jié)構(gòu)的條件下，第二代和第三代SiC纖維為增強(qiáng)體的復(fù)合材料的長時（千小時級）使用溫度可分別達(dá)到1200℃和 1350℃ ；（2）密度低，僅為2.0～3.0g/cm3，為高溫合金的 1/3～1/4；（3）抗氧化，配合環(huán)境障涂層使用，能夠在高溫，甚至是燃?xì)鉀_刷環(huán)境保持較高的穩(wěn)定性，使用壽命可達(dá)到上萬小時。因具有以上優(yōu)異的特性，該類材料已部分取代高溫合金應(yīng)用于航空發(fā)動機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)等高溫結(jié)構(gòu)部件上[1-4]。

SiCf/SiC復(fù)合材料常見制備工藝

SiCf/SiC復(fù)合材料的制備工藝主要有3種：化學(xué)氣相滲透（CVI）工藝、前驅(qū)體浸漬/裂解（PIP）工藝及熔滲（MI）工藝。3種工藝的區(qū)別主要在于碳化硅基體的致密化方式不同，因此，制備工藝可直接影響復(fù)合材料中碳化硅基體的微觀結(jié)構(gòu)及組成，進(jìn)而影響與基體相關(guān)的各項(xiàng)材料性能[5]。……