FCVI工艺研究进展

强制流动热梯度化学气相渗透（ＦＣＶＩ）作为一种制备碳基与陶瓷基复合材料的新工艺，克服了传统ＣＶＩ中气体扩散传输与预制体渗透的限制，可在短时间内制备出密度均匀性能优良的制作，本文对ＦＣＶＩ技术进行了概要评述，主要内容包括ＦＣＶＩ的基本特点，预制体准备，工艺参数分析以及模型与模拟等。     

FCVI工艺致密化效率评价方法研究

针对用于制备C/C复合材料的强制流动热梯度化学气相渗透(FCVI)工艺,建立了预制体的孔隙结构模型,将孔隙分为闭孔孔隙与开孔孔隙,指出致密化过程就是开孔孔隙的填充过程,基于化学反应动力学和传热传质理论,提出了致密化剩余时间的概念,推导出一种用于预测FCVI工艺致密化效率和控制工艺参数的理论,该理论综合分析了致密化各时期的预制体密度分布与工艺效率的关系,指出在致密化各个时期预制体内的密度分布符合特定的数学关系才能保证最终获得最高的致密化效率,并定义了一个综合衡量致密化效率的指标-ψ.工艺试验表明:如果在工艺过程的各个时期ψ都接近于0,则可以保证该工艺获得最高的致密化效率,这种方法可以用于指导实际的FCVI工艺,并获得理想的致密化效率.     

FCVI工艺制备SiCf/SiC复合材料结构与性能研究

采用热梯度强制流动化学气相渗积（FCVI）工艺制备SiCf/SiC复合材料，测试了复合材料的性能。制备的复合材料密度达到2.3g/cm3，强度为291 MPa，断裂韧性为11.4 MPa*m1/2。运用SEM，TEM，X射线衍射等分析手段对复合材料的微观结构进行了表征。结果表明：渗积的基体材料为β-SiC，晶粒尺寸为亚微米级，结晶度良好。通过对断口形貌的观察，分析了增韧机制。，SiCf/SiC composite was fabricated by forced flow thermal-gradient chemical vapor infiltration (FCVI). The density of composite is 2.3g/cm3.The flexural strength and fracture toughness of SiCf/SiC compsites were tested: the flexural strength is 291 MPa, the fracture toughness is 11.4 MPa*m1/2. The microscopy structure was characterized by SEM, TEM and X-ray diffraction. The results show that SiC matrix fabricated by FCVI is β-SiC, which has sub-micron grain size and good crystallinity.And the toughening mechanism was also investigated by morphology of the fractrue surface.