[发明专利]真空浸渍结合反应熔体浸渗制备SiCf

说明书

本发明涉及一种真空浸渍结合反应熔体浸渗制备SiCsubgt;f/subgt;/Si‑Y‑B‑C复合材料的方法，用于提高复合材料的抗水氧腐蚀性能和自愈合性能领域。其技术特征在于步骤为多孔体制备、浆料配制、浆料浸渍、反应熔体渗透法引入Si‑Y合金。该方法可解决SiCsubgt;f/subgt;/Si‑Y‑B‑C复合材料制备过程周期长、工艺复杂的问题，并且提高SiCsubgt;f/subgt;/SiC复合材料的抗水氧腐蚀和自愈合性能。本发明为发展真空浸渍结合RMI法制备SiCsubgt;f/subgt;/Si‑Y‑B‑C复合材料提供了新思路和工艺方法。本发明采用真空浸渍将Bsubgt;4/subgt;C浆料引入到多孔SiCsubgt;f/subgt;/SiC复合材料中，再采用反应熔体浸渗的工艺引入Si‑Y合金将材料致密化，制备出了SiCsubgt;f/subgt;/Si‑Y‑B‑C复合材料。该方法可解决SiCsubgt;f/subgt;/Si‑Y‑B‑C复合材料制备过程周期长、工艺复杂的问题，并且提高复合材料的抗水氧腐蚀和自愈合性能。

技术领域

本发明属于复合材料领域，涉及一种真空浸渍结合反应熔体浸渗制备SiC_f/Si-Y-B-C复合材料的方法，其主要应用于提高碳化硅纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料(SiC_f/SiC)的抗水氧腐蚀和自愈合性能领域。

背景技术

SiC_f/SiC复合材料具有低密度、高比强度、高比模量、耐高温、抗氧化、耐磨、耐腐蚀等优异性能，并且克服了陶瓷固有的韧性差的缺陷，现已成为高推重比发动机首选的高温轻质结构材料。

高性能航空发动机工作条件严苛，对材料的抗水氧腐蚀性能提出了更高的需求。在高温水腐蚀环境中，SiC_f/SiC复合材料中SiC基体及SiC纤维易与H₂O反应生成SiO(OH)₂和Si(OH)₄等挥发性物质，而常用的BN界面易与H₂O反应生成H₃BO₃等挥发性物质，导致复合材料快速失效，无法满足高性能航空发动机长寿命使用要求。因此SiC_f/SiC复合材料高温抗水腐蚀性能较差是限制该材料使用寿命的瓶颈问题。

目前，为提高SiC_f/SiC的抗水腐蚀性能，可以从制备EBC涂层、界面改性、基体改性等角度作为切入点。EBC涂层存在与基底热膨胀系数不配、界面结合较差、不耐机械剥蚀、高温不稳定等问题，容易从基底表面脱落；而界面改性法存在物相分布不均、结合力弱、工艺过程复杂，制备周期较长等问题。相对而言，基体改性法具有制备温度低、引入改性相的质量分数高且分布均匀，容易进行规模化生产等优势。

文献1“Liu Y,Zhang L,Cheng L,et al.Preparation and oxidationresistance of 2D C/SiC composites modified by partial boron carbide self-sealing matrix.Materials enceEngineering A.2008,498(1-2):430-436.”Liu等人采用CVI工艺在C/SiC复合材料中引入SiC-BxC多层基体，使其在低温氧化生成自愈合相B₂O₃，在700～1200℃愈合基体微裂纹，保护界面和纤维不被氧化。