C/SiC复合材料的制备及加工技术研究进展

焦浩文, 陈 冰, 左 彬

（湖南科技大学 智能制造研究院难加工材料高效精密加工湖南省重点实验室，湖南 湘潭 411201）

碳纤维增强碳化硅陶瓷基（C/SiC）复合材料是一种新型材料，其主要成分是碳纤维和碳化硅陶瓷材料[1]。SiC具有优良的力学性能及抗氧化耐腐蚀的化学性能，但SiC断裂韧性低，脆性大[2]。通过纤维强化制成C/SiC复合材料，其韧性降低、脆性减小，力学性能得到改善[3]。与传统的结构陶瓷或碳纤维增强树脂基复合材料相比，C/SiC复合材料的各项性能都有所提升[4]，既具备碳纤维材料强度大、模量高、耐腐蚀、质量轻、各向异性、线膨胀系数小等特点，又兼具碳化硅陶瓷材料高抗弯性、高抗氧化性、耐腐蚀、抗磨损、摩擦系数低及高温力学性能优良等特点，还获得高抗冲击性、高抗疲劳性等优点[5]。

由于其优良的力学性能和稳定的化学性能，C/SiC复合材料被广泛应用于能源、汽车制造、航空航天等领域[6]，如法国生产的2D-NicalonC/SiC已用于阵风战斗机的喷气发动机及赫尔墨斯航天飞机的隔热瓦和内燃机部件[7]。美国和法国应用C/SiC复合材料制备的航空发动机喷管构件已经成功应用[8]。此外，由于C/SiC复合材料的力学性能优于树脂基复合材料和高温合金材料，C/SiC复合材料成为高性能航空发动机的主要候选材料，并将被应用于核能、高速刹车、燃气轮机热端部件、高温气体过滤和热交换器等设备的关键元器件上[6-7]。

然而C/SiC复合材料难以稳定地被去除加工[4]，因此限制了C/SiC复合材料的推广和应用。……