CVD碳与裂解碳对C／SiC微观结构和力学性能的影响.pdf

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1、第25卷第2期海军工程大学学报VoI_25No．22013年4月JOURNALOFNAVAIUNIVERSITYOFENGINEERINGApr．2013DOI：10．7495／j．issn．1009—3486．2013．02．016CVD碳与裂解碳对C／SiC微观结构和力学性能的影响周浩，梅志远(海军工程大学舰船工程系，武汉430033)摘要：以粘胶基碳纤维毡为原料，经CVD沉积碳增密处理后，采用酚醛树脂浸渍一裂解对c／c预制体的密度进行调节，通过气相硅渗透反应工艺制备了C／SiC复合材料。利用SEM对c／c预制体和c／sic复合材料的显微形貌进行了表

2、征。研究了CVD碳和裂解碳对c／sic微观形貌和力学性能的影响。结果表明：cvD碳含量较低时，碳纤维将受到气相硅的反应性侵蚀，反之则造成复合材料中残余碳含量过高、SiC基体相含量偏低，材料力学性能下降。当CVD碳的体积分数为17．5％、裂解碳的体积分数为12．o％时，得到的C／SiC力学性能最佳，其强度和模量分别为217MPa和209GPa。关键词：气相硅；酚醛树脂；碳毡；力学性能中图分类号：TB323文献标志码：A文章编号：1009—3486(2013)02—0084—05EffectsofCVDcarbonandpyrolysiscarbononmi

3、crostructureandmechanicalpropertiesofC／SiCcompositesZHOUHao，MEIZhi—yuan(Dept．ofNavalArchitectureEngineering，NavalUniv．ofEngineering，Wuhan430033，China)Abstract：Byusingthegaseoussiliconreactiveinfiltrationtechnology，c／siccompositesweremanu—facturedwithcarbonfeltreinforcedcarbongree

4、n，whichwasmadefromviscoserayon—basedcarbonfeltperformtreatedwithCVDcarbonandphenolicresinpyrolysiscarbon．ThemicrographofgreenandfinalproductionwascharacterizedbySEM．TheeffectsofpyrolysiscarbonandCVDcarbononthemicrostruetureandmechanicalpropertiesofC／SiCwerestudied．TheSEMphotossho

5、wedthatCVDCwhichisdepositedonthesurfaceoffiberandsurroundingitandpyrolysisCthatisfilledintolargeholesbetweenfibersanditsself—integrationleadtounevendistributioninholes．Thebendstrengthandelasticmodulusofthecompositefabricatedbythetransformationofc／cwith17．5(volumefraction)CVDCand1

6、2．O％(volumefraction)pyrolysisCare217MPaand209GParespec—tively．Keywords：gaseoussilicon；phenolicresin；carbonfelt；mechanicalproperties空间技术的发展迫切需要进一步提高相机的地面分辨率，从而对制备反射镜的材料提出了新的挑战。C／SiC因其具有的低密度、高比刚度、良好的热力学和化学稳定性、较低的热变形系数，已成为高性能反射镜材料的研究热点。目前，德国、美国、法国等国家正在积极开展C／SiC轻质反射镜材料的研究]。德国IABG公司[5

7、利用c／c素坯优异的可加工性能及可连接优势，采用液相反应法制备了C／SiC空间望远镜主镜。该主镜直径630mm，质量4kg，加强筋厚度1mm，轻量化率高达88％。然而，液相反应过程中Si与C反应很快且难以控制，在制备大尺寸反射镜坯体时，容易造成坯体的破裂。近年来，气相反应法开始应用于C／SiC反射镜制备，但是要得到力学性能优异的C／SiC，必须对c／c预收稿日期：2012—08—10；修回日期：2012—10—16。作者简介：周浩(1976-)，男，讲师，博士，主要研究方向为舰用材料与工程，E—mail：jacknudt@163．corn。第2期周浩等：

8、CVD碳与裂解碳对C／SiC微观结构和力学性能的影响·85·制体中CVD碳和树脂