SiC陶瓷密度低、硬度高、热膨胀系数低、导热性好、抗氧化性好,并且具有良好的高温强度和抗热震性,但由于其韧性不足而使其应川受到限制,因此常采用纤维、晶须和颗粒来增韧。其中纤维增韧复合材料具有类似金属的断裂行为,对裂纹不敏感,不会发牛灾难性损毁的高可靠性特征:颗粒复合材料具有各向同性、成本低的特点,对纤维复合材料是一种补充。传统烧结法制备的颗粒陶瓷基复合材料韧性不足、微结构不可设计,不能应用于制造大型薄壁复合材料构件,而化学气相渗透法(Chemical Vapor Infiltration,简写为CVI)制备的复合材料能弥补上述不足。 本文采用SEM、XRD、TEM和EDS等对一利用CVI法制备的SiCp/SiC复合材料的微结构与性能的关系以及破坏机制进行了研究。主要研究内容和结果如下: 1 研究了采用造粒和模压制得的预制体的微结构。发现预制体中的孔隙主要有两类:颗粒间的微米级孔隙和团聚体之问的毫米级孔隙,类似于纤维预制体,但团聚体经模压后的形状不太规则,接触方式较为复杂,形成的孔隙形状与纤维束问的孔隙还有很大差别。 2 研究了SiCp/SiC复合材料的界面相结构和作用机理。发现复合材料的界面层为粘结剂热解生成的玻璃碳,厚度约为0.1μm,而玻璃碳与颗粒也不是紧密结合在一起的,它们之问有大约0.15μm的SiC基体,碳界面层造成弱结合。这利一微结构导致材料强度低,并且呈脆性断裂。 3 研究了通过除碳工艺处理的SiCp/SiC复合材料的微结构。结果农明,碳没有被除尽,弱的碳界面层依然存在,没有增强界面结合强度。 4 研究了SiCp/SiC复合材料的高温氧化性能。结果表明,弯曲强度下降了20%左右。