碳纖維長度以及添加量對(duì)碳化硅網(wǎng)狀多孔陶瓷性能的影響

金新新，林 鵬，劉 峰，李賽賽，李明輝，夏曉宇，勞 棟，賈文寶，單 卿

(1.南京航空航天大學(xué)材料科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，南京 211106；2.中廣核研究院有限公司，深圳 518028；3.安徽工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，馬鞍山 243002;4.安徽工業(yè)大學(xué)冶金工程學(xué)院，馬鞍山 243002)

0 引 言

采用有機(jī)泡沫浸漬法制備的碳化硅網(wǎng)狀多孔陶瓷比表面積大、體積密度低、耐高溫以及通透性優(yōu)異而被廣泛應(yīng)用于催化劑載體、高溫金屬液和高溫氣體的過濾凈化等領(lǐng)域[1-4]。但碳化硅網(wǎng)狀多孔陶瓷的斷裂韌性差，抗折強(qiáng)度低，易發(fā)生脆性斷裂，因而極大地限制了其使用。為了更好地?cái)U(kuò)大材料的用途，亟需改善和提高碳化硅網(wǎng)狀多孔陶瓷的斷裂韌性和抗折強(qiáng)度。現(xiàn)如今，針對(duì)陶瓷的增韌方法主要有顆粒增韌[5]、相變?cè)鲰g[6]、晶須和纖維增韌[7]等，其中纖維增韌工藝簡(jiǎn)單并且可以有效結(jié)合纖維和陶瓷基體本身的優(yōu)勢(shì)提升復(fù)合材料的整體性能，因而纖維增韌技術(shù)受到科研工作者的青睞[8]。

碳纖維不僅比重小、耐高溫且在高溫條件下力學(xué)性能優(yōu)異。向碳化硅陶瓷中添加一定數(shù)量的碳纖維不僅可以避免因連續(xù)纖維造成的孔筋強(qiáng)度各向異性，而且可以有效提高碳化硅網(wǎng)狀多孔陶瓷的抗折強(qiáng)度。徐穎等[9]通過先驅(qū)體浸漬裂解法制備出3種不同體積分?jǐn)?shù)碳纖維增強(qiáng)的碳化硅陶瓷基試樣，發(fā)現(xiàn)試樣的耐壓強(qiáng)度隨著碳纖維體積含量增加呈現(xiàn)出先增加后減小的變化趨勢(shì)，當(dāng)添加碳纖維21%(體積分?jǐn)?shù))時(shí)試樣的耐壓強(qiáng)度達(dá)到最高。……