原位自生SiB4改性C/SiC复合材料及其裂纹愈合机理

当具有裂纹自愈合特征的SiB4均匀分布于SiC基体中，SiB4氧化生成SiO2-B2O3玻璃，愈合基体裂纹，可提高C/SiC在500～1000℃的抗氧化性能。针对高推比航空发动机对陶瓷基复合材料的需求，本项目拟采用浆料浸渗结合液硅渗透法，在多孔C/SiC内原位生成SiB4和SiC，研究SiB4改性C/SiC的近尺寸制备方法、SiB4和SiC的生成/生长动力学以及SiB4自愈合相对C/SiC性能的影响。基于浆料浸渗和液硅渗透法，探索制备新型SiB4改性C/SiC复合材料的新方法，揭示SiB4的生成/生长过程和微结构控制机理，从基体弥散自愈合设计的角度阐明熔体渗透C/SiC复合材料的裂纹愈合机理，从而丰富C/SiC复合材料的自愈合理论。本研究的成果有助于拓展SiB4的制备途径及用途，并将完善C/SiC复合材料体系。与CVI C/SiC相比，SiB4改性C/SiC的制备周期预计可缩短约1/3。

当具有裂纹自愈合特征的SiB4均匀分布于SiC基体中，SiB4氧化生成SiO2-B2O3玻璃，愈合基体裂纹，可提高C/SiC在500～1000℃的抗氧化性能。针对高推比航空发动机对陶瓷基复合材料的需求，本项目采用浆料浸渗结合液硅渗透法，在多孔C/SiC内原位生成SiB4和SiC，研究了SiB4改性C/SiC的近尺寸制备方法、SiB4和SiC的生成/生长动力学以及SiB4自愈合相对C/SiC性能的影响。基于浆料浸渗和液硅渗透法，探索制备了新型SiB4改性C/SiC复合材料的新方法，揭示了SiB4的生成/生长过程和微结构控制机理，从基体弥散自愈合设计的角度阐明了熔体渗透C/SiC复合材料的裂纹愈合机理，从而丰富了C/SiC复合材料的自愈合理论。本研究的成果有助于拓展SiB4的制备途径及用途，丰富了C/SiC复合材料体系。SiB4改性C/SiC的抗弯强度达340MPa，与CVI C/SiC相比，周期缩短了约1/3；改性C/SiC在1300C空气中热震60次后强度保持率为95%，在1000C空气中氧化热震10次后强度保持率为93%，而未改性C/SiC的强度保持率为70%。