PIP工艺制备SiC晶须增强SiCf/SiC复合材料的性能

姜卓钰, 吕晓旭, 周怡然, 齐 哲, 高 晔, 赵文青, 焦 健*

（1．中国航发北京航空材料研究院 先进复合材料国防科技重点实验室 北京 100095；2．中国航发北京航空材料研究院 表面工程研究所 北京 100095；3．北京理工大学 材料学院 北京 100081）

SiCf/SiC复合材料是以SiC纤维为连续增强体，SiC陶瓷为基体的复合材料，因此SiCf/SiC复合材料既具有SiC基体的耐高温、低密度、耐腐蚀及耐蠕变等优点，又具有较高的强度和模量。相比于高温合金材料，SiCf/SiC复合材料可以实现减重、提高燃气效率，因而在发动机叶片、机闸、高/低压涡轮盘、火焰稳定器和排气喷管等航空航天领域具有重要的应用潜力。随着相关技术的不断发展，这些领域对SiCf/SiC复合材料的工作环境温度、强度等需求逐渐提高，因此这类材料将会面临更为严苛的考验[1-6]。

下一代发动机材料对连续纤维增强SiCf/SiC复合材料在高温使用过程中的损伤韧性和疲劳寿命等提出了更高的要求。因此，现阶段较多研究人员在连续SiC纤维增强复合材料的基础上，将纳米SiC纤维、纳米SiC晶须作为第二增强体引入到SiC基体中，通过纳米增强体在基体中的裂纹偏转、桥连以及拔出等增韧机制，提高SiCf/SiC复合材料的基体强度，减少SiC基体中形成的孔洞和裂纹等缺陷，开发更耐高温、具备更高损伤容限的SiCf/SiC复合材料[7-8]。

SiC晶须是一种性能优异的纳米增强体，将其引入到纤维布层间和纤维束间的脆性基体中，可有效增加裂纹扩展距离，提高裂纹在基体中扩展时的能量消耗，进一步提高微区基体的强度。……