裂解碳包覆对SiC纳米纤维增强SiC陶瓷基复合材料性能的影响

编号：NMJS08527

篇名：裂解碳包覆对SiC纳米纤维增强SiC陶瓷基复合材料性能的影响

作者：熊艺莲 陶吉雨 杨佳豪 陈建军 郑竣一

关键词： SiC陶瓷基复合材料 SiC纳米纤维 裂解碳包覆 化学气相沉积 断裂韧性 热压烧结

机构： 浙江理工大学材料科学与工程学院

摘要： 以SiC纳米纤维(SiCnf)为增强体,通过化学气相沉积在SiC纳米纤维表面沉积裂解碳(PyC)包覆层,并与SiC粉体、Al2O3-Y2O3烧结助剂共混制备陶瓷素坯,采用热压烧结工艺制备质量分数为10%的SiC纳米纤维增强SiC陶瓷基(SiCnf/SiC)复合材料。研究了PyC包覆层沉积时间对SiCnf/SiC陶瓷基复合材料的致密度、断裂面微观形貌和力学性能的影响。结果表明:在1100℃下沉积60 min制备的PyC包覆层厚度为10 nm,且为结晶度较好的层状石墨结构;相比于纤维表面无包覆层的复合材料,复合材料的断裂韧性提高了35%,达到最大值(19.35±1.17)MPa·m1/2,抗弯强度为(375.5±8.5)MPa,致密度为96.68%。复合材料的断裂截面可见部分纳米纤维拔出现象,但SiCnf/SiC陶瓷基复合材料界面结合仍较强,纳米纤维拔出短,表现为脆性断裂。