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1、CVD碳涂层对SiC纤维性能的影响2007年1O月第26卷第1O期机械科学与技术MechanicalScienceandTechnologyforAerospaceEngineeringOctober2007V01.26No.10刘海威CVD碳涂层对SiC纤维性能的影响刘海威,杨延清,张荣军,刘翠霞,任晓霞,徐向红2(西北工业大学材料学院,西安710072;沙洲工学院,张家港215600)摘要:采用化学气相沉积的方法,在SiC纤维表面沉积了一层C涂层,通过拉伸实验对涂C前后的SiC纤维强度进行比较分析,用扫描电子显微镜对其形貌进行观察.结果表明,表面涂C使SiC纤维表面致密光滑
2、,弥合了纤维表面的孔隙,微裂纹等缺陷.表面涂C后SiC纤维的强度比涂C前提高了1000MPa左右,且明显减少了纤维强度的分散性,Weibul模数明显提高.本文的C涂层厚度不到1m,说明仍可进一步优化CVD工艺.关键词:SiC纤维;碳涂层;化学气相沉积;强度中图分类号:TQ343.6文献标识码:A文章编号:1003-8728(2007)10—13744)3InfluenceofCVDCarbonCoatingonSiCFiberPropertyLiu,Haiwei,YangYanqing,ZhangRongjun,LiuCuixia,RenXiaoxia,XuXianghong2
3、(SchoolofMaterialsScience,NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xiall710072;ShazhouInstituteofTechnology,Zhangjiagang2~560o)Abstract:AthinlayerofcarbonwascoatedontoSiCfiberthroughchemicalvapordeposition(CVD).ThetensilestrengthofthefiberwithandwithoutC—coatingwasmeasuredandthemorphologyofthefib
4、erwasobservedbyusingscanningelectronmicroscope.ItwasfoundthattheC—coatingoftheSiCfibermakesthesurfaceofthefiberdenseandsmooth.Themicro—holesandmicro—cracksonthesurfaceoftheSiCfiberdisappearaftercarbondeposition.ThetensilestrengthofthefiberaftercarbondepositionisIO00MPalargerthanthatbeforecar
5、bondeposition.ThedistributionofthetensilestrengthismoreconcentratedandtheWeibullmodulusincreasesremarkablywhentheSiCfiberreceives.TheCVDprocesscanbeimprovedfurtherbecausetheC—coatingoftheSiCfiberistoothinandthethicknessislessthan1/zmintheworkpresentedinthepaper.Keywords:SiCfiber;carbon—coati
6、ng;chemicalvapordeposition(CVD);tensilestrength采用化学气相沉积方法(CVD)制备的连续SiC纤维具有高的强度,刚度和良好的高温性能,是金属基复合材料的首选增强体,受到国内外材料界的普遍关注1,21.CVD制备过程是一个复杂的物理化学过程,不可避免的在纤维内部和表面产生各种生长缺陷和应力,使得纤维的韧性,拉伸强度和弹性模量等性能下降J.另外,若SiC纤维直接与金属材料复合,其界面相容性不好,会产生严重的界面反应,从而影响复收稿日期:2006—09-25基金项目:航空科学基金项目(04(;53044)资助作者简介:刘海威(1981一)
7、,男(汉),河南,硕士,mmdaoxia0128@126.com合材料的力学性能【4-5】.为了提高SiC纤维的性能,保护纤维在与基体复合时不受损伤,同时也为了改善纤维与基体的界面相容性,充分发挥纤维的作用,通常要对纤维表面进行改性处理[6】,如在SiC纤维表面涂敷一层C,TiB2或TiC涂层.本文用CVD法在SiC纤维表面涂C,以便填补纤维表面的缺陷,减少纤维从表面断裂的机会,缓解表面应力集中,提高SiC纤维的力学性能.一第1O期刘海威等:CVD碳涂层对SiC纤维性能的影响1实验实验中采用
