改性先驱体制备C∕SiC复合材料性能研究

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1、第43卷第3期火箭推进Vol.43,№.32017年6月JOURNALOFROCKETPROPULSIONJun.2017改性先驱体制备C/SiC复合材料性能研究王芙愿，王毅，杨晓辉，白龙腾（西安航天动力研究所,陕西西安710100）摘要：采用交联剂对聚碳硅烷（PCS）先驱体进行改性，以改性先驱体配置溶液制备了C/SiC复合材料。在制备过程中，由于改性先驱体较高的陶瓷产率，缩短了复合材料基体致密3化周期，气孔率降低到7.2%，密度提升到2.01g/m。在改善试样显微结构的同时，改性先驱体能够明显提升C/SiC复合材料力学性

2、能，弯曲强度提高到459.4MPa，断裂韧性提升到13.61/2MPa·m，相比单组分PCS先驱体分别提高了51.9%和32.0%。烧蚀性能考核表明，试样的线-3-3烧蚀率和质量烧蚀率分别为8.3×10mm/s和4.3×10g/s，相比单组分PCS制备的试样分别降低了85.7%和73.1%。通过对试样内部显微结构和考核后形貌进行分析，结果表明试样力学和烧蚀性能的提升主要得益于致密化的基体以及基体对纤维很好的保护作用。关键词：C/SiC复合材料；改性先驱体；力学性能；烧蚀性能；显微结构中图分类号：V425-34文献标识码：A

3、文章编号：1672-9374(2017)03-0067-07PropertiesofC/SiCcompositespreparedbymodifiedprecursorWANGFuyuan,WANGYi,YANGXiaohui,BAILongteng（Xi’anAerospacePropulsionInstitute,Xi’an710100,China）Acrosslinkingagentisusedtomodifythepolycarbosilane(PCS)precursor.Themodifiedprecursori

4、susedtofabricateC/SiCcomposites.Becauseoftherelativehighceramicyieldofthemodifiedprecursor,thedensificationtimeofC/SiCcompositewasreduced,whiletheporosityofsampleswasdecreasedby7.2%andthedensitywasincreasedby2.01g/m3.WiththeimprovementoftheinnermicrostructureofC/S

5、iC,themodifiedprecursorcanalsoimprovethemechanicalpropertiesofC/SiC.Thebendingstrengthwasincreasedby459.4MPaandthefracturetoughnesswasincreasedby13.6MPa·m1/2,whichwereincreasedby51.9%and32.0%respectivelyincomparisonwithsamplesfabricatedbythesinglecomponentPCSprecu

6、rsor.Theperformancetestresultsofablationshowthatthemassablativerateandthelinearablativerateare8.3×10-3mm/sand4.3×10-3g/srespectively,whichhavebeenreduced85.7%and73.1%respectivelyincomparisonwithsamplesfabricatedbythesinglecomponentPCSprecursor.Theanalysisresultsof

7、thesurfacemorphologyand收稿日期：2016-10-06；修回日期：2016-10-26作者简介：王芙愿（1986—），博士，工程师，研究领域为陶瓷基复合材料及高温结构材料68火箭推进2017年6月theinnermicrostructureofC/SiCindicatethattheimprovementofmechanicalandablationpropertiesbenefitbythedensematrixandthematrixprotectionforthefiber.C/SiC;modi

8、fiedprecursor;mechanicalproperty;ablativeproperty;microstructure对浸渍效率有着重要作用。目前，应用最广泛的0引言[12]先驱体为聚碳硅烷（Polycarbosilane，PCS）。陶瓷基复合材料（CeramicMatrixComposite