T300、M40J碳纤维制备CC-SiC复合材料工艺及性能研究.pdf

ADVANCED COMPOSITES 先进复合材料 T300、M40J 碳纤维制备 C/C-SiC 复合材料工艺 及性能研究 Study on Preparation Process and Performance of T300 and M40J Carbon Fiber Reinforced C/C-SiC Composites 黎 明 公 司 技 术 中 心 杨　坚　张海峰　　　　 中航复合材料有限责任公司 王　宇　焦　健　邱海鹏 [ 摘要 ] 本文结合化学气相渗透（CVI ）工艺和 胀系数等一系列优良性能，也集成了 C/SiC 复合材料高 聚合物先驱体浸渍裂解（PIP ）工艺分别采用T300 和 比强、抗氧化、抗烧蚀等优点，多应用于制造防热结构、 M40J 碳纤维制备了碳纤维增强碳 - 碳化硅基（C/C-SiC ） 发动机长寿命抗氧化部件、刹车片等 [2-4] 。 复合材料，对其微观形貌、物相结构、力学性能进行了测 制备 C/C-SiC 复合材料常用的方法有化学气相渗 试和表征。结果表明：采用 M40J 碳纤维制备的 C/C-SiC 透法（CVI），先驱体转化法（PIP），“化学气相渗透法 + 复合材料弯曲模量大于同种工艺下采用 T300 碳纤维制 先驱体转化法”混合工艺（CVI+ PIP）、反应熔体浸渗法 [5] 备的 C/C-SiC 复合材料；M40J 碳纤维通过短时热解碳 （RMI）。先驱体转化法 ( PIP) 又称聚合物浸渍裂解法， 沉积工艺制备得到低密度 C/C 复合材料坯体，再通过 是利用有机高分子良好的成型性、流动性、可加工性以 PIP 工艺引入 SiC 基体致密化得到的 C/C-SiC 复合材料 及结构可设计性等特点 , 使先驱体在高温下裂解而转 弯曲强度达到 318.6MPa ，弯曲模量 51.2GPa ，在制备的 化为无机陶瓷基体的一种工艺方法 [6] 。采用 PIP 法制 4 组材料体系中综合力学性能最好。 备 C/C-SiC 复合材料 , 目前常用聚碳硅烷（PCS）作为陶 关键词： C/C-SiC 复合材料　弯曲强度　弯曲模量 瓷先驱体。 [ABSTRACT] In this paper, chemical vapor infil- 通过 SiC 改性低密度 C/C 复合材料，可以在一定的 tration (CVI) process and polymer precursor infiltration 范围内调节复合材料的力学强度、模量、导热性等一系 pyrolysis (PIP) process are used for preparing C/C-SiC 列材料性能指标。本文采用 CVI 工艺制备的低密度 C/ composites reinforced by T300 and M40J carbon fiber re- C 复合材料坯体，再通过 PIP 工艺致密化得到 C/C-SiC spectively. Its micro-morphology, phase structure, mechan- 复合材料。通过比较不同牌号碳纤维及不同制备工艺 ical properties are tested and characterized. The results 得到的 C/C-SiC 复合材料力学性能，并结合微观结构进 show that flexural modulusof C/C-SiC composit