1、l隨著對航空發(fā)動機(jī)性能要求的提高，的燃燒室溫度越來越高，傳統(tǒng)的高溫合金和金屬間化合物已經(jīng)很難滿足使用溫度和輕質(zhì)化的要求。 l 以 C/SiC 和 SiC/SiC 為代表的連續(xù)纖維增韌碳化硅陶瓷基復(fù)合材料(CMC-SiC)具有耐高溫、低密度、高比強(qiáng)、高比模、抗氧化和抗燒蝕等優(yōu)異性能，并且具有類似金屬的斷裂行為、對裂紋不敏感和不發(fā)生災(zāi)難性損毀等特點(diǎn)，是目前作為航空發(fā)動機(jī)熱端部件最具潛力的新型高溫結(jié)構(gòu)材料。lC/SiC復(fù)合材料最大的不足是，因此，對于長時(shí)間使用環(huán)境的航空發(fā)動機(jī)而言，進(jìn)行碳纖維及其復(fù)合材料的抗氧化、提高其使用壽命和可靠性是研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。lSiC/SiC復(fù)合材料因采用了SiC纖維，復(fù)

2、合材料的長時(shí)間抗氧化關(guān)鍵難題得到了解決。SiC/SiC復(fù)合材料因其優(yōu)異的抗氧化性能，能夠滿足航空發(fā)動機(jī)而備受關(guān)注，成為高推重比發(fā)動機(jī)的首選材料。 美國在SiC/SiC復(fù)合材料應(yīng)用于航空發(fā)動機(jī)方面做了大量的研究工作，已經(jīng)制備和通過試驗(yàn)的SiC/SiC復(fù)合材料航空發(fā)動機(jī)構(gòu)件主要有:燃燒室內(nèi)襯套、燃燒室筒、翼或螺旋槳前緣、噴口導(dǎo)流葉片、渦輪葉片、渦輪殼環(huán)、噴管構(gòu)件等。目前世界上僅日本能批量提供通用級和高品級的SiC纖維，法國、美國等研制的SiC/SiC復(fù)合材料中纖維均來源于日本。針對核反應(yīng)堆上應(yīng)用的SiC/SiC復(fù)合材料，日本在制備工藝、環(huán)境考核等方面已經(jīng)取得了長足的進(jìn)步。氣相法氣相法Gas pha

3、se routeGas phase route液相法液相法Liquid phase routesLiquid phase routesCeramic routeCeramic routeCVIPIPLSI(RMI or MI)漿料浸漬熱壓燒結(jié)NITEt/90011001000 - 1200 140016001780優(yōu)點(diǎn)在復(fù)雜的多向纖維預(yù)制體上沉積highly engineered 中間相和基體最適合的方法常作為致密化的第一步almost no residual open porosity缺點(diǎn)Someresidual porosity收縮現(xiàn)象 Significantresidual porosi

4、tyrequire high temperatures (14001800 C)評價(jià)目前最成熟的工藝典型的低成本制造技術(shù)傳統(tǒng)的漿料浸漬熱壓燒結(jié)不被重視，NITE是新的發(fā)展方向化學(xué)氣相滲透法Chemical Vapor Infiltration (CVI) 將復(fù)合材料的不同組元，即界面相、基體和外涂層通過氣相先驅(qū)體在適宜的溫度()和減壓（或常壓下）依次沉積得到。1.先驅(qū)體浸滲/熱解法 PIP (Polymer Impregnation Pyrolysis) 用 Si-C 基聚合物，如做先驅(qū)體。 先驅(qū)體在范圍內(nèi)發(fā)生裂解。 由于熱解過程材料密度變小會導(dǎo)致大的體積收縮，同時(shí)熱解氣態(tài)產(chǎn)物的逸出決定了熱解

5、后的基體是含有較大開氣孔的多孔體，通常需要進(jìn)行多次浸漬/熱解過程（6-10，甚至更多）來提高材料致密度。 2.液態(tài)滲硅法（反應(yīng)熔體浸滲法/熔體浸滲法） LSI(RMI/MI) 用液態(tài)硅或硅合金做先驅(qū)體。 致密化快，可獲得幾乎不存在殘余開氣孔的復(fù)合材料。 滲硅溫度較高（通常為 1400-1600），因此只適合高溫穩(wěn)定性高的纖維；液態(tài)硅對熱解碳或六方 BN 界面相及纖維具有腐蝕性。RMI制備的基體中通常會有游離硅，限制高溫性能。 用漿料做先驅(qū)體。采用含有燒結(jié)助劑和粘結(jié)劑的 -SiC 穩(wěn)定懸浮液先驅(qū)體漿料浸漬纖維束或纖維布獲得預(yù)浸料，干燥后將多片預(yù)浸料堆垛熱壓（HP）燒結(jié)制取復(fù)合材料的方法。在高溫高

6、壓下的燒結(jié)會對纖維產(chǎn)生損傷。the use of powder (with a particulate size of 30 nm) and (Al2O3 and Y2O3) forming transient eutectics with SiO2 at relatively low temperature, considerably helps the sintering of the SiC-matrix which was effective at 1780 and 1520 Mpa.SiC/PyC/SiC composites fabricated by this so-called

7、 NITE process display a very low residual porosity, high mechanical and thermal properties as well as an excellent hermeticity.SiC-SiC-nanocrystalsnanocrystalssize/nmsize/nmE/GPaE/GPaC/Si (at) C/Si (at) ratioratio第一代SiC基纖維Nicalon fiber(Si-C-O)12220-第二代SiC基纖維Hi-Nicalon fiber(SiC+C) 5 in mean size2701.39第三代SiC基纖維Hi-Nicalon S20-200(grain size) 4001.00-1.08quasi-stoichiometricoxygen-freeTyran