以含硅芳炔樹脂為先驅(qū)體,采用先驅(qū)體浸漬法（PIP）制備了C/C-SiC復(fù)合材料。首先通過(guò)炭化T300/含硅芳炔樹脂（CFRP）制備了多孔C/C-SiC預(yù)制體,并探究了炭化工藝對(duì)所得多孔C/C-SiC預(yù)制體性能的影響,制得的多孔C/C-SiC預(yù)制體彎曲強(qiáng)度為98 MPa;然后以含硅芳炔樹脂溶液為浸漬劑,浸漬多孔C/C-SiC預(yù)制體,經(jīng)過(guò)4次浸漬、固化、炭化后,得到致密的C/C-SiC復(fù)合材料,其彎曲強(qiáng)度提升到203 MPa,同時(shí)用XRD、SEM、TEM等手段表征了復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu),所得C/C-SiC復(fù)合材料主要成分為β-SiC及無(wú)定型碳。 

【文章來(lái)源】：宇航材料工藝. 2016年03期 第55-60頁(yè) 北大核心

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圖I含硅芳炔樹脂為先驅(qū)體制備CfC-SiC復(fù)合材料流程示意圖

mm×2mm，層剪試樣尺寸為10mm×6mm×2mm，彎曲和層剪強(qiáng)度跨高比分別為16和5，加載速率為2mm/min;SEM、XＲD、Ｒaman、TEM表征了材料的微觀結(jié)構(gòu)。2結(jié)果與討論2．1炭化工藝對(duì)多孔C/C－SiC預(yù)制體的影響2．1．1炭化溫度將所制備的T300/PSA層板置于高純氬氣中，分別在800、900、1000、1100、1200、1300、1400、1450℃下炭化6h，制得多孔C/C－SiC預(yù)制體。從圖2可以看出，隨著炭化溫度的升高，T300/PSA層板的失重逐漸增加。當(dāng)炭化溫度為800℃時(shí)，層板的失重為2．0%;當(dāng)炭化溫度達(dá)到1450℃時(shí)，層板的失重為8．5%。圖3是T300/PSA復(fù)合材料在不同炭化溫度下所得C/C－SiC預(yù)制體的密度和孔隙率。所得C/C－SiC預(yù)制體的密度隨炭化溫度升高呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，同時(shí)伴隨著孔隙率上升。800℃炭化所得C/C－SiC預(yù)制體密度和孔隙率分別為1．53g/cm3和11．2%，1—56—宇航材料工藝http://www．yhclgy．com2016年第3期

450℃炭化所得C/C－SiC預(yù)制體密度為1．46g/cm3和18．3%，C/C－SiC預(yù)制體密度隨溫度變化的幅度不大，這使得炭化所得C/C－SiC預(yù)制體具有較高的密度，可以使所制備的C/C－SiC預(yù)制體具有較好的性能。不同炭化溫度下所得C/C－SiC預(yù)制體力學(xué)性能數(shù)據(jù)見表1。圖2不同炭化溫度下T300/PSA層板失重Fig．2WeightlossofT300/PSAwithdifferentpyrolysistemperature圖3不同炭化溫度所得C/C－SiC預(yù)制體的密度及孔隙率Fig．3DensityandporosityofC/C－SiCprefabricatewithdifferentpyrolysistemperature表1炭化溫度對(duì)所得C/C－SiC預(yù)制體力學(xué)性能影響Tab．1PropertiesofC/C－SiCprefabricatewithdifferentpyrolysistemperaturetemperature/℃flexuralstrength/MPaflexuralmodulus/GPaILSS/MPa80053．817．35．5890049．318．45．07100048．219．55．04110047．619．25．13120057．823．85．31130062．421．35．85140068．618．76．38145098．619．66．41隨著炭化溫度上升，所得C/C－SiC預(yù)制體的彎曲強(qiáng)度呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢(shì)，拐點(diǎn)出現(xiàn)在1000～1100℃。當(dāng)溫度低于1100℃時(shí)，T300/PSA復(fù)合材料中，樹脂裂解不完全，新的納米相晶粒尚未形成，升高溫度使樹脂基復(fù)合材料的樹脂炭化程度增加，材料失重和孔隙率增加，材料密度亦下降，從而導(dǎo)致所得C/C復(fù)合材料的力學(xué)性能下降。當(dāng)溫度高于1100℃時(shí)，材料的力學(xué)性能隨溫度升高而逐漸上升，高溫下含硅芳炔樹脂炭化后發(fā)生結(jié)構(gòu)變化，逐漸形成β－SiC晶相，β－SiC晶粒分散在C/C－SiC復(fù)合材料中，使復(fù)合材料性能提升。由表1中數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，1450℃炭化所得C/C－SiC預(yù)制體的彎曲強(qiáng)度最大，為98．6MPa。所得C/C－SiC預(yù)制體層剪強(qiáng)度(ILSS)的變化規(guī)律與彎曲強(qiáng)度的變化規(guī)律基本一致，1450℃炭

【參考文獻(xiàn)】：
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