【環(huán)氧板】材料的基體主要包括

環(huán)氧板材料的基體主要包括SiC,Si;N,,BN、B,C,SiCN,SiBCN,ZrC,ZrB等,不同的沉積產(chǎn)物需要不同的沉積先驅(qū)體。但目前的陶瓷基體仍以SiC基體為主，因此本節(jié)以CVISiC基體為例，分析其沉積過程。

熱梯度強制對流CVI:美國橡樹嶺國家實驗室(Oak Ridge National Laboratory,ORNL)為了解決致密化速度慢的問題，提出了熱梯度強制對流CVI。這種方法是動態(tài)CVI法中最典型的方法。在熱梯度強制對流CVI過程中，在纖維預(yù)制體內(nèi)施加一一個溫度梯度,同時施加一個反向的氣體壓力梯度,迫使反應(yīng)氣體強行通過多孔體，在溫度較高處發(fā)生沉積。在此過程中，沉積界面不斷由高溫區(qū)向低溫區(qū)推移，或在適當(dāng)?shù)臏囟忍荻妊睾穸确较蚓鶆虺练e。熱梯度強制對流CVI的最大優(yōu)點是能夠?qū)崿F(xiàn)快速致密化，對于厚度為10mm的板材，只需要36h,致密度就能達(dá)到80%。熱梯度強制對流CVI技術(shù)綜合了熱梯度CVI和等溫壓力梯度CVI的優(yōu)點，可在較短時間內(nèi)完成致密化過程，一步致密,適用于厚壁、形狀簡單制件的成型，先驅(qū)體轉(zhuǎn)換率高(3%~24%)。但其不足之處是,不適于形狀復(fù)雜件的制備和批量生產(chǎn)，制件內(nèi)部存在著多種基體組織,設(shè)備復(fù)雜、昂貴。

室通人反應(yīng)物氣體和抽真空，pulsed CVI,PCV1):該方法的基本工藝特征是交替地向反應(yīng)壓CVI過程中沿孔院長度方幾積室內(nèi)氣氛的壓力呈脈沖性變化，從而有效地避免了等溫等的環(huán)氧板工藝特征非常適萬向氣體濃度梯度的形成，保證了沉積產(chǎn)物的厚度均勻性。PCV1其微小尺度的材料制備。值得指出的是,PCV1過程中氣體壓力財沖周期非常如(數(shù)秒)，目前只通合于實驗研究,因為大型工業(yè)化設(shè)備難以在數(shù)秒內(nèi)實現(xiàn)充氣和抽氣周期性的工作。該工藝的缺點是對設(shè)備的要求很高，如果不對反應(yīng)廢氣回收處理,則浪費過大。這一技術(shù)至今還沒有得到廣泛的應(yīng)用和研究。然而，一些模型計算表明,這一 技術(shù)對提高致密化速率有重大意義。

CVI法制備環(huán)氧板材料的基本工藝過程(見圖13 - 4)包括纖維預(yù)制體的編織成型、環(huán)氧板材料界面的制備、復(fù)合材料基體的制備、對半致密化的復(fù)合材料進行機械加工去掉表面結(jié)殼以及重復(fù)基體制備和機械加工過程以獲得致密復(fù)合材料。

制備陶瓷基體是CVI法中最重要的工藝環(huán)節(jié):首先將纖維預(yù)制體懸掛于CVI沉積爐中，采用CVI法制備復(fù)合材料界面。然后采用CVI法制備環(huán)氧板材料基體。CV1工藝過程中存在濃度梯度，導(dǎo)致制備的陶瓷基體出現(xiàn)密度梯度，從而影響復(fù)合材料的致密化過程,稱這種現(xiàn)象為瓶頸效應(yīng)。因此，復(fù)合材料制備中期需要進行機械加工去掉表面結(jié)殼,使復(fù)合材料沉積通道重新打開,最后進一步制備陶瓷基體使復(fù)合材料致密化。

目前環(huán)氧板材料的基體主要包括SiC,Si;N,,BN、B,C,SiCN,SiBCN,ZrC,ZrB等,不同的沉積產(chǎn)物需要不同的沉積先驅(qū)體。但目前的陶瓷基體仍以SiC基體為主，因此本節(jié)以CVISiC基體為例，分析其沉積過程。

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