滲鎳對碳-碳化硅化學氣相滲透過程與性能的影響.pdf

1、C/SiC復合材料具有低密度、高強度、耐高溫、抗氧化以及不發(fā)生災難性損毀等特點，廣泛應用于航空航天領域。隨著C/SiC復合材料應用領域的擴大，不同的應用環(huán)境塒材料的熱物理性能、高溫性能、力學性能了不同的要求。利用金屬的某些特，C/SiC復合材料基體進行改性，可以拓謝C/SiC復合材料的應用范倒。金屬Ni除具有導熱、導電性能好的特性外，還對制備碳納米材料具有催化作用，也可作為SiC陶瓷及C/SiC復合材料的連接材料。因此，研究Ni對C/S

2、iC化學氣相滲透過程與性能的影響具有重要的理論意義和實用價值。 本文采用溶液浸漬還原工藝將Ni引入C/SiC材料，研究了Ni對PyC界面層和SiC基體滲透過程的催化作用，并分析了滲Ni對C/SiC復合材料熱物理性能、力學性能的影響。主要研究內容和結果如下： (1)研究了C/SiC復合材料的硝酸鎳溶液浸漬還原工藝方法。結果表明：采用溶液浸漬還原的方法可以將Ni滲入C/SiC材料內部，影響滲Ni增重率的主要因素為試樣的氣孔率

3、和浸漬還原次數。Ni在復合材料中成顆粒聚集體狀，滲入C/SiC材料纖維束之間以及纖維束內部的微孔中。 (2)研究了C/SiC復合材料滲Ni對CVIPyC過程的影響。結果表明：C/SiC材料滲Ni可以提高PyC的沉積速率。當Ni含量為4.4t﹪時，PyC的增重率達最大(9.98﹪)；PyC沉積量隨CVI PyC時間的增加而減少。纖維束間沉積的PyC以細小顆粒聚集體形態(tài)存在。TFM分析表明Ni使沉積的PyC發(fā)生了石墨化轉變，反應產物

4、顆粒表面的C呈現取向性較好的石墨層狀結構，層間距為0.341nm。 (3)研究了C/SiC復合材料滲Ni對CVI SiC過程的影響。結果表明：滲Ni的C/SiC材料在CVI SiC過程中，Ni與基體SiC反應生成Ni<,2>Si，Ni對SiC的沉積沒有催化作用。TEM分析表明，經過CVI SiC后，纖維束間孔隙中有反應得到的鎳硅化合物顆粒，顆粒外側包裹一層多晶體產物。在石墨表而鍍Ni并CVI)SiC，Ni鍍層并不能使SiC涂層厚