PIP法制备C/SiOC复合材料的微结构演变与力学性能

作     者：郭蕾 马青松 陈雅琦 GUO Lei;MA Qingsong;CHEN Yaqi

作者机构：国防科技大学空天科学学院新型陶瓷纤维及其复合材料重点实验室长沙410073 

出 版 物：《材料工程》 (Journal of Materials Engineering)

年 卷 期：2023年第51卷第8期

页      面：162-169页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 0822[工学-轻工技术与工程] 

基　　金：高超声速冲压发动机技术重点实验室基金(6142703202112) 超高温结构复合材料重点实验室基金(JCKYS2022607003-01)。 

主　　题：C/SiOC复合材料 三维碳纤维针刺毡 热模压 力学性能 先驱体浸渍裂解 

摘      要：碳纤维增强硅树脂衍生SiOC(C/SiOC)复合材料具有高性价比的优势,是一种应用前景良好的高温结构材料。以碳纤维针刺毡作为增强体,通过先驱体浸渍裂解(precursor infiltration pyrolysis,PIP)工艺制备C/SiOC复合材料。在首周期引入热模压交联工艺,通过优化热模压温度和压力,在不破坏针刺毡结构的前提下,有效提高了纤维体积分数和复合材料致密度,使C/SiOC复合材料的室温弯曲强度和断裂韧度分别提升至331 MPa和16.0 MPa·m^(1/2)。对C/SiOC复合材料的致密化过程的结构演变进行了分析,结果表明,基体优先填充纤维束内孔隙,复合材料的孔隙大部分集中分布在Z向纤维附近。随着制备周期的增加,复合材料的孔隙率逐渐降低,孔隙由连通孔转变为孤立孔。经过8周期“浸渍-交联-裂解工艺,复合材料基本完成致密化。