CVD法制備高性能SiC連續(xù)纖維技術(shù).pdf

1、隨著宇航和航空工業(yè)的發(fā)展，迫切需要低相對(duì)密度、高強(qiáng)度、高模量和耐高溫的工程材料。碳化硅(SiC)因其具有優(yōu)異的低密度、低熱膨脹系數(shù)、高強(qiáng)度、高硬度、高模量、高的熱穩(wěn)定性以及對(duì)氧化的良好抗力，使它成為高溫復(fù)合材料增強(qiáng)纖維極具吸引力的候選者。采用化學(xué)氣相沉積法(CVD)制備的SiC纖維，國際上已有商品化產(chǎn)品，而在我國CVD法SiC纖維的研究還處于起步階段，并且性能上遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國外同類產(chǎn)品，所以開展對(duì)CVD-SiC纖維的研究很有必要。

2、 本實(shí)驗(yàn)采用高頻加熱14μm鎢絲，在W基體上沉積SiC。結(jié)果表明：沉積溫度是影響SiC纖維性能的重要因素，在沉積溫度為1150℃時(shí)，SiC晶粒呈明顯的擇優(yōu)生長狀態(tài)。氬氣、氫氣、硅烷濃度、沉積時(shí)間都會(huì)對(duì)纖維性能造成不同程度的影響。采用合理的實(shí)驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，得出在本實(shí)驗(yàn)條件下能得到較好的表面形貌和性能的工藝條件為：沉積溫度為1150℃，控制沉積纖維走絲的電機(jī)電壓(沉積時(shí)間)為2.5V，H<,2>流量為1.7 L/min，甲基三氯硅烷與甲基

3、二氯硅烷的摩爾比為2：1，舡流量為1.25 L/min。 觀察了SiC纖維的表面微觀形貌，分析了各工藝參數(shù)對(duì)纖維的力學(xué)性能以及表面形貌的影響、纖維的表面形貌和力學(xué)性能之間的關(guān)系，對(duì)SiC纖維進(jìn)行成分分析，測(cè)定了纖維的拉伸強(qiáng)度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，SiC纖維的強(qiáng)度服從威布爾分布，強(qiáng)度與纖維表面微觀形貌有著密切的關(guān)系，纖維中雜質(zhì)元素(如氧)與其它缺陷的存在能顯著降低纖維的強(qiáng)度。 在SiC纖維表面沉積了C涂層，表面涂C使SiC纖維表