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

以SiC纳米纤维(SiC_(nf))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、Al_(2)O_(3)-Y_(2)O_(3)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(SiC_(nf)/SiC)复合材料。研究了PyC包覆层沉积时间对SiC_(nf)/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·m^(1/2),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SiC_(nf)/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。

氮化硅纤维的聚硅氮烷氧热交联法制备及其性能

为探究聚硅氮烷(PSZ)纤维氧热交联不熔化处理最佳工艺和氧热交联对PSZ纤维及氮化硅(Si_(3)N_(4))纤维组成与结构的影响,以甲基二氯硅烷和二甲基二氯硅烷为原料,通过氨解、热聚合、熔融纺丝、氧热交联及裂解等工艺制备了Si_(3)N_(4)纤维。借助傅里叶红外光谱仪、扫描电子显微镜、X射线衍射仪等对样品的结构和性能进行测试与分析。结果表明:PSZ纤维在120℃保温12 h进行氧热交联后,其陶瓷产率较未处理纤维提升了约10.2%,最后在1400℃保温2 h裂解可得到表面光滑平坦、无沟槽裂纹等缺陷的Si_(3)N_(4)纤维;将Si_(3)N_(4)纤维继续在空气气氛下于1500℃氧化处理2 h,可在纤维表面氧化形成一层SiO_(2),是典型的皮芯结构纤维。