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C/C复合材料具有低密度,高强度,并且在高温下也能保持强度不下降等优异的性能,在航空航天、军事及民用领域被广泛应用。但是C/C复合材料也有其本身固有的缺点,比如在室温环境下,其弯曲强度和断裂韧性依然较低,高温有氧环境中极易氧化等,限制了其在某些特定情况下的应用。为有效解决这一问题,本研究结合自制的沉积装置,以普通碳毡为预制体,液化气、硅粉为沉积源,采用等温化学气相渗透法(ICVI)、化学气固相反应法(CVR)制备了 A型层状复合材料,采用ICVI、CVR及定向气流-热梯度化学气相渗透法(TG-CVI)制备了 B型、B1型层状复合材料,并利用PLM、SEM、XRD等分析手段和测试弯曲强度、断裂韧性,抗氧化性等试验方法,主要研究了不同工艺路线对A型、B型、B1型复合材料致密化行为、微观组织结构及性能的影响,主要结果如下:(1)通过已有的装置和自行设计的沉积装置,改变工艺条件,能够在碳纤维表面沉积出厚度均匀、致密、组织结构良好的热解碳(PyC)层和(SiC)层。(2)A型复合材料由于只通过ICVI工艺和CVR工艺进行致密,所以在致密化后期沉积速率缓慢、易结壳,导致密度低且不均匀;B型复合材料采用ICVI、CVR、定向气流TG-CVI相结合的方法,解决了 A型复合材料的密度低且不均匀的缺点,提高了致密化速率。(3)通过对碳纤维增强年轮状(PyC-SiC)基叠层复合材料组织结构的表征,发现A型复合材料靠近碳纤维周围的层状(PyC-SiC)均匀、致密,层状结构清晰,远离碳纤维的层状结构难以辨认,基体中存在少量残留S i;B 1型复合材料除层状结构清晰外基体中很少有残留S i存在。(4)通过对碳纤维增强年轮状(PyC-SiC)基叠层复合材料力学性能分析,发现A型复合材料碳纤维-PyC基体以及SiC层和其外侧相邻的PyC层间界面结合强度较弱,而PyC层和其外侧相邻的SiC层间界面结合强度高,裂纹从碳化硅基体迅速延伸到界面,在界面处裂纹尖端应力得以松弛,表现为复合材料界面剥离和纤维拔出,起到了增韧的效果,断裂方式为阶梯型断裂;B型复合材料和A型复合材料具有相似的界面结合强度,不同的是B型复合材料碳纤维最外层有一层利用定向气流TG-CVI法制备的较厚的热解碳层,断裂方式为假塑性断裂。(5)通过对不同SiC含量的A型、B型、B1型复合材料组织结构及性能分析,发现B型复合材料中除了 B(PyC-SiC)5复合材料的密度比C/C复合材料稍高,其它两种复合材料密度均比C/C复合材料低的情况下,B型复合材料的平均断裂韧性要比C/C复合材料高115.3%;在密度和弯曲强度普遍低于B1型复合材料的情况下,B型复合材料的平均断裂韧性要比B1型复合材料高101.6%。(6)碳纤维增强年轮状(PyC-SiC)基叠层复合材料和C/C复合材料的抗氧化性能相比,前者的抗氧化性能有明显提高。