韧的玻璃陶瓷基复合材料基本上都采用此法制备。 turbine and aeroengine congress and exposition, ASMe New York, T. Radsick2等人利用此法制备出 Nextel720/莫来NYsA,9 PpgS- GP386 石MC,其室温弯曲强度达到88MPa。B 2 Raj r. Fundamental research in structure ceramics for ser- Saruhan12用化学合成的高活性的莫来石粉制成浆Wa200.m.cem.se.,1936(9:2147~2 料,使致密化温度降低,从而减轻了对纤维的损伤 3赵东林.陶瓷基复合材料及其制造工艺西安工程学 但是纤维束内和束间基体分布不均,导致该法制备院学报、19820(2)36-38 的平板构件和异型构件性能相差悬殊,而且材料性 4斯温MⅤ主编,郭景坤等译.材料科学与技术丛书 能的方向性强,层间抗剪切能力差,所以热压法在三第十一卷陶瓷的结构与性能,科学出版社,98:454 维或多维复杂形状构件制造方面不具优势。 5张波.BAS玻璃陶瓷基体及复合材料制备与性能 博士论文,西安:西北工业大学,1996 6 Munro R G Evaluated material properties for sintering al pharalumina. J. Amer. Ceram. Soc., 1997: 80(8): 1 9191 928 7 Clegg WJ, Kelly A, Pitchford J E. Composites for use at igh temperature. Key Engineering Materials, 1999; 161-163: 315 8徐永东.三维碳/碳化硅复合材料的制备与性能博 士论文,西安西北工业大学,1996 9 Johnson wd. ceramic fibers and coatings advanced mate- rials for the twenty-first century. In: committee on advanced fibers for 图3SI-法制备复合材料工艺流程图 highr temperature ceramic composites. 1998: 22 Fig 3 Flow chart of the composite fabricated by SFHP 10 Richard E T. Recent developments in fibers and inter- phases for high temperature ceramic matrix composites. Composites 4结语 ntA,l999,30:429~ 开发高性能纤维是研究重点。具有高强、良好 11谢征芳等.溶胶一凝胶法制备复合材料用氧化铝 的强度保持率和优良的抗蠕变性能的纤维是(MC基体及涂层研究宇航材料工艺,19992:30~37 应用于各种高温环境中的决定因素。开发出高性能 12尹洪峰.LPVI·CSC复合材料结构与性能的研 的氧化物纤维集中体现在:(1)提高纤维高温抗蠕究博士论文,西安:西北工业大学200 变性,从而提高氧化物MC的使用温度和高温使用 13陈照峰.A2O·SO系氧化物的CV(CVD过程机 寿命;(2)提高纤维纯度,一方面可以减少杂质含量 理及工艺探索博士论文,西安:西北工业大学,2002:85 改善纤维高温性能,另一方面也可以减少纤维内部 14 Fareed A S, Schioky GH, Kennedy CR. Development of 缺陷,提高纤维强度;(3)加快产业化,使YG纤维 BN/SiC duplex fiber coatings for fiber reinforced alumina matrix 和 Saphikon纤维产业化,降低成本,以满足工程应用 sites fabricated by directed metal oxidation. Ceramic.Eg 低成本的要求 Sei.Poc.,1993;14(9~10):794~801 制备技术的突破。目前的制备技术都不能使氧 15曹永福.陶瓷基复合材料的研究进展.昆明理工大 化物MC潜力得到充分发挥。高温、高压制备技术学学报,1997:02)59-65 尽管可以获得致密复合材料,但对纤维损伤大;低 16张福平.PP法制备三维纤维增韧莫来石基复合材 温、低压制备技术对纤维损伤小,但基体空隙率高, 料的探索.硕士论文,西安:西北工业大学2002 都不利于复合材料的强度的提高。发展新的制备工 17 Trusty P A et al. Novel techniques for manufacturing wo- 艺,使其能够在低温、低压条件下制备出高致密度的 ven fiber reinforced ceramic matrix coposites. reform fabrica- tion. Materials and Manufacturing Processed, 1995: 10(6): 1 215 复合材料是氧化物CMC的重要的研究方向 参考文献 18 Boccaccini AR, Anton C B. Processing ceramic-matrix Gettler WR et al. Oxide-oxide continuous fiber ceramic composites using electrophoretic deposition. JOM, 1995: 47(10) composites for gas turbine applications. In: American Society of Me- 37 chanical Engineers( Paper)1995, Proceeding of the intemational (下转第20页) 宇航材料工艺2003年第5期 01994-2009ChinaacademicJoumnalElectronicPublishingHousealrightsresendhttp://www.cnki.ner韧的玻璃陶瓷基复合材料基本上都采用此法制备。 T. Radsick [22 ]等人利用此法制备出 Nextel 720/ 莫来 石 CMC , 其 室 温 弯 曲 强 度 达 到 88 MPa。B. Saruhan [23 ]用化学合成的高活性的莫来石粉制成浆 料 ,使致密化温度降低 ,从而减轻了对纤维的损伤。 但是纤维束内和束间基体分布不均 ,导致该法制备 的平板构件和异型构件性能相差悬殊 ,而且材料性 能的方向性强 ,层间抗剪切能力差 ,所以热压法在三 维或多维复杂形状构件制造方面不具优势。 图 3 SI —HP 法制备复合材料工艺流程图 Fig. 3 Flow chart of the composite fabricated by SI2HP 4 结语 开发高性能纤维是研究重点。具有高强、良好 的强度保持率和优良的抗蠕变性能的纤维是 CMC 应用于各种高温环境中的决定因素。开发出高性能 的氧化物纤维 ,集中体现在 : (1) 提高纤维高温抗蠕 变性 ,从而提高氧化物 CMC 的使用温度和高温使用 寿命 ; (2) 提高纤维纯度 ,一方面可以减少杂质含量 , 改善纤维高温性能 ,另一方面也可以减少纤维内部 缺陷 ,提高纤维强度 ; (3) 加快产业化 ,使 YAG纤维 和 Saphikon 纤维产业化 ,降低成本 ,以满足工程应用 低成本的要求。 制备技术的突破。目前的制备技术都不能使氧 化物 CMC 潜力得到充分发挥。高温、高压制备技术 尽管可以获得致密复合材料 ,但对纤维损伤大 ;低 温、低压制备技术对纤维损伤小 ,但基体空隙率高 , 都不利于复合材料的强度的提高。发展新的制备工 艺 ,使其能够在低温、低压条件下制备出高致密度的 复合材料是氧化物 CMC 的重要的研究方向。 参考文献 1 Goettler W R et al. Oxide2oxide continuous fiber ceramic composites for gas turbine applications. In :American Society of Me2 chanical Engineers(Paper) 1995 ,Proceeding of the international gas turbine and aeroengine congress and exposition ,ASME ,New York , NY,USA ,9PP952GT2386 2 Raj R. Fundamental research in structure ceramicsfor ser2 vice near 2 000 ℃.J. Am. Ceram. Soc. , 1993 ;76 (9) :2 147～2 174 3 赵东林. 陶瓷基复合材料及其制造工艺. 西安工程学 院学报 ,1998 ;20 (2) :36～38 4 斯温 M V 主编 ,郭景坤等译. 材料科学与技术丛书 第十一卷 陶瓷的结构与性能. 科学出版社 ,1998 :454 5 张波. BAS 玻璃陶瓷基体及复合材料制备与性能. 博士论文 ,西安 :西北工业大学 ,1996 6 Munro R G. Evaluated material properties for sintering al2 pha2alumina.J. Amer. Ceram. Soc. ,1997 ;80 (8) :1 919～1 928 7 Clegg W J , Kelly A ,Pitchford J E. Composites for use at high temperature. Key Engineering Materials , 1999 ;161～163 :315 ～320 8 徐永东. 三维碳/ 碳化硅复合材料的制备与性能. 博 士论文 ,西安 :西北工业大学 ,1996 9 Johnson W D. Ceramic fibers and coatings:advanced mate2 rials for the twenty2first century. In :committee on advanced fibersfor high2temperature ceramic composites. 1998 :22 10 Richard E T. Recent developments in fibers and inter2 phasesfor high temperature ceramic matrix composites. Composites: Part A ,1999 ;30 :429～437 11 谢征芳等. 溶胶 —凝胶法制备复合材料用氧化铝 基体及涂层研究. 宇航材料工艺 , 1999 ;29 (2) :30～37 12 尹洪峰. LPCVI - C/ SiC 复合材料结构与性能的研 究. 博士论文 ,西安 :西北工业大学 ,2000 13 陈照峰. Al2O3 - SiO2 系氧化物的 CVD (CVI) 过程机 理及工艺探索. 博士论文 , 西安 :西北工业大学 , 2002 :85～ 93 14 Fareed A S , Schiroky G H ,Kennedy C R. Development of BN/ SiC duplex fiber coatings for fiber reinforced alumina matrix composites fabricated by directed metal oxidation. Ceramic. Eng. Sci. Proc. ,1993 ;14 (9～10) :794～801 15 曹永福. 陶瓷基复合材料的研究进展. 昆明理工大 学学报 ,1997 ;22 (2) :59～65 16 张福平. PIP 法制备三维纤维增韧莫来石基复合材 料的探索. 硕士论文 ,西安 :西北工业大学 ,2002 17 Trusty P A et al. Novel techniques for manufacturing wo2 ven fiber reinforced ceramic matrix composites. I. Preform fabrica2 tion. Materials and Manufacturing Processed , 1995 ; 10 (6) : 1 215 ～1 226 18 Boccaccini A R , Ponton C B. Processing ceramic2matrix composites using electrophoretic deposition. JOM ,1995 ;47 (10) :34 ～37 (下转第 20 页) 宇航材料工艺 2003 年 第 5 期 — 11 — © 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net