树脂基多孔碳孔结构对C_(f)/SiC复合材料连接性能的影响

摘要

连接技术是实现大尺寸以及复杂构型C_(f)/SiC复合材料制备及工程化应用的关键技术。本工作使用酚醛树脂作为碳源,通过反应连接法实现了C_(f)/SiC复合材料的稳定连接,研究了多孔碳坯的体积密度和孔径对接头连接性能和微观结构的影响,讨论了惰性填料含量对接头连接性能和显微组织的影响。研究表明:树脂基多孔碳素坯的体积密度和孔径分别选定在0.71~0.90 g·cm^(-3)和200~600 nm比较合适,随着多孔碳素坯孔径增加,游离硅尺寸逐渐增大;当孔径为190nm时,连接件强度最大为(125±12)MPa。添加SiC惰性填料可以明显减小多孔碳素坯的体积收缩,当SiC惰性填料质量分数为50%时,连接件强度最高达到(216±44) MPa,基本与基体材料强度相当。总体而言,本研究为实现C_(f)/SiC复合材料稳定连接提供了理论指导,对实现复杂形状或大型C_(f)/SiC复合材料的制备和工程应用具有重要意义。