C-SiC-Cu5Si复合材料的显微形貌及形成过程-论文.pdf

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1、第18卷第3期粉末冶金材料科学与工程2013年6月Vl_18No．3MaterialsScienceandEngineeringofPowderMetallurgyJun．20l3C／C．SiC．Cu5Si复合材料的显微形貌及形成过程逯雨海，肖鹏，李专，曾志伟(中南大学粉末冶金国家重点实验室，长沙410083)摘要：以全网胎针刺整体毡为预制体，采用化学气相渗透法增密制备C／C多孔坯体。采用反应熔体渗透法，将si粉，Ti粉和Cu粉均匀混合，在1400～1700℃下制备C／C．SiC—Cu5Si复合材料。利用x射线

2、衍射分析该复合材料的物相组成，用扫描电镜分析其显微形貌。结果表明：CIC．SiC—Cu5Si复合材料由炭纤维，热解炭，SiC，TiC和Cusi相组成；生成的TiC相主要分布在热解炭周围，Cu5si分布在TiC周围，而．SiC弥散分布在Cu5Si基体中；TiC晶粒的形成是Ti原子向C原子扩散的结果，其长大受Ti原子扩散控制。关键词：C／C—SiC．Cu5Si；复合材料；微观结构；反应熔体渗透法中图分类号：TB33文献标识码：A文章编号：1673—0224(2013)3．353。04Microstructurean

3、dformprocessingofC／C--SiC--CusSicompositesLUYu-hai，XIAOPeng，LIZhuan，ZENGZhi—wei(StateKeyLaboratoryofPowderMetallurgy,CentralSouthUniversity,Changsha410083，China)Abstract：Carbonfiberreinforcedcarbonmatrixcompositeswerefabricatedbychemicalvaporinfiltration(CVI

4、)usingshort·cutfabricaspreform．C／C—SiC-CusSicompositeswerefabricatedat1400-1700℃byreactivemeltinfiltration(RMI)usingthemixtureofsiliconpowders，titaniumpowdersandcopperpowdersasmoltenmaterials．ThephasecompositionandmicrostructureofC／C-SiC—CusSicompositeswerea

5、nalyzedbyXRDandSEM，respectively．Theresultsshowthat，C／C—SiC—CusSicompositesarecomposedofcarbonfiber,pyrocarbon，一SiC，TiCandCusSi；pyrocarbonissurroundedbyTiCwhichisnexttoCusSi，whereas一SiCisdistributeduniformlyinCusSimatrix；theformationofTiCcrystallinegrainisatt

6、ributedtodifusionofTiatomstoC，anditsgrowthisdominatedbydifusionofTiatoms．Keywords：C／C．SiC．-CusSi；composites；microstructure；RMIC／C—SiC复合材料在20世纪90年代中期开始应对于以金属(如：A1和Cu)做导热组元提高C／C复合材用于制动领域，引起了研究者的广泛关注，作为新一料的导热性能，学者们已经有深入的研究[8_1。文献代的高性能制动材料，其具备密度低、耐磨性能好、[9]的研究结果表

7、明：通过熔渗Cu后，C／C材料的导摩擦因数高、抗氧化性能优异、环境适应性强等优热性能大幅度提高，但是做为摩擦材料，其摩擦因数点【一钔。偏低。而C／C．SiC复合材料做为优异的摩擦材料，关然而，在C／C—SiC复合材料的摩擦试验过程中，于金属对其改性的研究报道却很少。本课题组在前期发现存在强烈的噪音和高频振荡问题，造成制动的不的工作中，采用熔渗法分别将Cu与Si以及Fe与Si平稳。文献[5—6】报道，提高材料的导热性能可以有效的混合粉分别熔渗进C／C多孔体中制得CuSi改性和地解决制动的不平稳现象。徐永东以石墨粉

8、为填料，FexSiy改性的C／C—SiC制动材料，制动不平稳的情况采用加压浸渍．热解的方法制备了多孔C／C复合材料，得到了改善_6，m]。之后利用反应熔体渗透法制备了针刺C／C—SiC复合材为了进一步解决该问题，本文在前期工作的基础料，材料摩擦表面温度显著降低，摩擦曲线平稳[。上，采用新的工艺，拟在C／C．SiC复合材料中引入基金项目：国家自然科学基金(51072231)收稿日期：20