近日,中國航天科工三院306所快速低成本陶瓷基復合材料創(chuàng)新工作室的反應熔滲技術(shù)取得了重要突破,采用該技術(shù)研制的碳纖維增韌的碳化硅陶瓷基(C/SiC)復合材料常溫力學性能提升幅度約50%,接近或達到了傳統(tǒng)工藝(化學氣相沉積結(jié)合浸漬裂解)的性能水平,達到了國內(nèi)領(lǐng)先水平。
C/SiC復合材料具有輕質(zhì)、耐高溫、抗氧化、高溫高強等優(yōu)點,是新型航天飛行器高溫結(jié)構(gòu)件的理想候選材料。然而,高昂的成本和超長的制備周期嚴重制約了C/SiC復合材料的工程應用。采用反應熔滲技術(shù)進行C/SiC復合材料的制備可有效解決此類問題,降低成本和縮短周期的幅度均能達到約50%,但反應熔滲技術(shù)制備的復合材料力學性能水平較低,通常只有傳統(tǒng)工藝的50~65%,這就限制了該技術(shù)的真正應用。
針對反應熔滲制備C/SiC復合材料力學性能偏低的情況,工作室深入分析了力學性能偏低的根本原因,創(chuàng)新性的設(shè)計了多套技術(shù)方案,在碳纖維預制體保護、碳基體微觀結(jié)構(gòu)改善和熔滲工藝技術(shù)優(yōu)化三個方面開展了大量技術(shù)攻關(guān)工作,最終突破了高性能C/SiC復合材料的低成本快速反應熔滲關(guān)鍵技術(shù),材料常溫力學性能水平與傳統(tǒng)工藝制備的相當,且具有較好的工藝安全性,較大的工藝周期和工藝成本縮減幅度。后續(xù),工作室將在反應熔滲制備復合材料高溫力學性能研究和工藝穩(wěn)定性方面開展相關(guān)工作,力爭盡快提升技術(shù)成熟度并獲得應用。