陶瓷基复合材料低成本技术研究进展

陶瓷基复合材料低成本技术研究进展，／陆阳伟等　陶瓷基复合材料低成本技术研究进展　陆阳伟，胡海峰，张玉娣，王其坤　（同防科技大学航天与材料工程学院ＣＦＣ国防科技重点实验室，长沙４１００７３）　摘要　综述了陶瓷基复合材料低成本制备工艺的研究现状，分析得出原材料价格昂贵、制备周期漫长是制约陶　瓷基复合材料应用范围进一步拓展的关键因素，在此基础上分析了目前各低成本技术的优、缺点，以为降低陶瓷基复　合材料的制备成本提供一些参考．并指出改进现有工艺及开发新型低成本工艺是今后陶瓷基复合材料发展的一个重　要方向。　关键词　陶瓷基复合材料低成本制备工艺　Ａｄｖａｎｃｅ　ｉｎ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　Ｌｏｗ—ｃｏｓｔ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｏｆ　ＣＦＲＣＭＣｓ　Ｉ．Ｕ　Ｙａｎｇｗｅｉ，ＨＵ　Ｈａｉｆｅｎｇ，ＺＨＡＮＧ　Ｙｕｄｉ，ＷＡＮＧ　Ｑｉｋｕｎ　（ＣＦＣ　Ｌａｂ．Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ａｅｒｏｓｐａｃｅ　ａｎｄ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｄｅｆｅｎｓｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ　４１００７３）　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ　ｔｈｅ　ｓｔａｔｕｓ　ｏｆ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　ｌｏｗ－ｃｏｓｔ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｏｆ　ＣＦＲＣＭＣｓ．Ｉｔ　ｉｓ　ｆｏｕｎｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｈｉｇｈ　ｃｏｓｔ　ｒａｗ　ｍａｔｅｒｉａｌ　ａｎｄ　ｌｏｎｇ　ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｃｙｃｌｅ　ｒｅｓｔｒｉｃｔ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ＣＦＲＣＭＣｓ．Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ａｎａｌｙｚｅｓ　ｔｈｅ　ａｄｖａｎ　ｔａｇｅｓ　ａｎｄ　ｓｈｏｒｔａｇｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔＯ　ｐｒｏｖｉｄｅ　ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ　ｆｏｒ　ｐｒｅｐａｒｉｎｇ　ｌｏｗ　ｃｏｓｔ　ＣＦＲＣＭＣｓ，ａｎｄ　ｐｏｉｎｔｓ　ｏｕｔ　ｔｈａｔ　ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ　ｔｈｅ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ａｎｄ　ｉｎｖｅｎｔｉｎｇ　ａ　ｎｅｗ　ｌｏｗ　ｃｏｓｔ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ｉｓ　ａｎ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ＣＦＲ（、ＭＣｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｕｔｕｒｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ　ＣＦＲＣＭＣｓ．１ｏｗ－ｃｏｓｔ．ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　０前言　的制备成本成为了一个重要的研究内容，下面从先驱体及制备　工艺两方面进行综述。　近年来航空航天及军事等高技术领域对新材料尤其是高温　１．１低成本先驱体　结构材料提出了更高的要求，以Ｃ／ＳｉＣ、Ｃ／Ｓｉ。Ｎ　、ＳｉＣ／ＳｉＣ为代　目前ＰＩＰ工艺制备ＳｉＣ、Ｓｉ　Ｎ　基复合材料所使用的先驱体　表的陶瓷基复合材料（ＣＦＲＣＭＣｓ）以其低密度、高强度、高模量、　主要是ＰＣＳ、ＰＳＺ及其添加Ａｌ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｂ等元素后得到的先驱　高韧性、耐高温、耐腐蚀等一系列优异性能．被认为是目前最具　体，因为它们裂解后可得到耐高温的陶瓷。但这些先驱体的生　有发展前途的高温结构材料。　产成本很高，极大地增加了ＰＩＰ的工艺成本一。。　在长期的研究探索过程中，ＣＦＲＣＭＣｓ的制备逐渐趋向于　相比于ＰＣＳ、ＰＳＺ等先驱体，聚硅氧烷（ＰＳＯ）的成本非常低　以液相或气相为先驱体的两条工艺路线　。但这两条工艺路线　（约５Ｏ元　千克），而且容易得到。它在惰性气氛中裂解得到的　都存在着制备周期长、原料成本高等诸多不足．在一定程度上制　Ｓｉ（）ＩＣ陶瓷具有较好的力学性能和化学稳定性，并可在１２００℃　约了ＣＦＲＣＭＣｓ应用范嗣的进一步拓展。因此各国科技工作者　下长期使用，同时在ＮＨ。中裂解可得到性能优良的Ｓｉ—Ｎ一０陶　都在ＣＦＲＣＭＣｓ低成本制备工艺领域展开了积极的探索和研　瓷，因而性价比较高，是低成本制造高性能ＣＦＲＣＭＣｓ的理想先　究。并取得＿『一系列优异成果。本文综述了几种低成本ＣＦＲＣ—　驱体，可望在民用领域和一些对温度要求不高的军事领域获得　ＭＣｓ制备技术及其研究现状。　广泛应用　。　１　ＰＩＰ工艺低成本技术　Ｓ．Ｒａｎｇａｒａｊａｎ和Ｒ＿Ｙ．Ｌｅｕｎｇ等　。在ＰＳＯ的交联与裂解　方面研究了催化剂含量、温度、时间和压力对交联程度的影响。　先驱体浸渍一裂解工艺（Ｐｒｅｃｕｒｓｏｒ　ｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ　ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ，　国防科技大学的马青松、简科等选用国内市场上已经商品化的　ＰｉＰ）是近ｌ０年来发展极为迅速的一种材料制备新工艺．它利用　廉价ＰＳＯ为原料，在国内率先开展先驱体转化陶瓷基复合材料　有机先驱体在高温下裂解而转化为无机陶瓷基体，目前主要以　的低成本制备技术研究。简科等　一对ＰＳ（）的交联剂、交联催化　碳化物和氮化物基体为主！。ＰＩＰ工艺是先驱体反复浸渍一裂　剂的种类、含量进行了研究，并以ＰＳＫ）／ＤＶＢ为先驱体制备了　解过程，完成一批ＣＦＲＣＭＣｓ的制备往往需要十几个ＰＩＰ周期．　３Ｉ）－Ｂ　Ｃ／Ｓｉ一（）｜Ｃ复合材料。马青松等　剧对ＰＳＫ）先驱体转化制　制备周期漫长。同时．ＰＩＰ工艺所采用的先驱体价格昂贵，如制　备陶瓷基复合材料进行了系统研究，优化了工艺条件，制备出性　备ＳｉＣ陶瓷的先驱体…聚碳硅烷（ＰＣＳ）目前售价约为５０００　能较好的３ＤＢ　Ｃ／Ｓｉ—Ｏ－Ｃ复合材料，并完成了ｃ／ｓｉ（）ＩＣ陶瓷基　：　千克。总之．制备周期过长和原料价格昂贵这两方面在一定　复合材料复杂形状构件的制备。马青松等　对３ＤＢ　ｃ／ｓｉ—Ｏ－Ｃ　程度上制约了ＰＩＰ工艺的发展及广泛应用。如何降低ＰＩＰ工艺　的高温强度进行了测试，发现真空下１３００℃材料的弯曲强度保　陆阳伟：男，１９８３年生，硕士研究生．主要从事陶瓷基复合材料研究　Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｙｗ０５１０＠ｇｍａｉｌ．ｇｏｒｅ　・１８０・　材料导报　２００８年８月第２２卷专辑Ⅺ　留率达到１２０　，１４００℃为１００　，１５００℃为７Ｏ　。因此，ＰＳＯ　被认为是ＰＩＰ工艺低成本制备可在１４００℃下使用的ＣＦＲＣＭＣｓ　的最佳先驱体。　在使用温度高于１４００℃的航空航天领域，Ｃ／ＳｉＣ复合材料　是目前研究的热点。对于Ｃ／ＳｉＣ复合材料来说，开发成本更低、　ＳｉＣ微粉粒度为０．４　ｍ、浆料ＳｉＣ／ＥｔＯＨ质量比为１：１时超声　浸渍效果最佳，在３Ｄ－Ｂ碳纤维中引入ＳｉＣ微粉的体积分数可达　到ｌ６．４　；浆料Ｓｉｃ／Ｅｔ０Ｈ质量比为１：１和１：２时真空浸渍　效果较佳，在碳纤维编织物中引入ＳｉＣ微粉的体积分数可达　１Ｏ　左右，缩短了先驱体浸渍裂解制备ｃ／ｓｉｃ复合材料的致密　化周期，在相同浸渍裂解周期下，可提高材料的力学性能。　陶瓷产率更高的新型先驱体还需要进一步努力。同时提高目前　常用先驱体ＰＣＳ的利用率，以达到节约原料成本的目的，这也　是降低ＰＩＰ工艺成本的一个重要方面。ＰＣＳ／Ｘｙｌｅｎｅ单组分体　系虽然粘度可以任意调节，但Ｘｙｌｅｎｅ毒性巨大，操作环境恶劣，　对操作人员身体健康造成一定危害；同时该体系交联周期长，成　近年来，为了弥补单种工艺的不足，ＰＩＰ工艺与其它工艺组　合的研究也取得了一定的进展。闫联生等［１５］将ＣＶＩ与ＰＩＰ工　艺结合起来制备Ｃ／ＳｉＣ复合材料。先利用ＣＶＩ技术填充纤维　束内单丝问较小的孔隙，然后利用ＰＩＰ技术填充纤维束间较大　型温度高，陶瓷产率不足６ｏ　。近年来，ＰＣＳ／ＤＶＢ双组分体系　以其溶液挥发性低、成型温度低且陶瓷产率高而受到广泛重视，　并应用于陶瓷基复合材料的制备＿１　。但ＰＣＳ／ＤＶＢ双组分体　系也存在着一些不足，如无法长期保存，需现用现配，造成了极　大的浪费；ＤｖＢ为溶剂同时又是交联剂，所以ＤＶＢ的引入会引　起ＰＣＳ／ＤＶＢ最终裂解产物含碳量的增加，给最后Ｃ／ＳｉＣ复合　材料的抗氧化性能带来负面影响。因此，改善双组分ＰＣＳ／ＤＶＢ　的贮存性能及配制低ＤＶＢ配比的ＰＣＳ／ＤＶＢ体系是一个重要　的研究内容。　１．２低成本制备工艺　ＰＩＰ工艺制备ＣＦＲＣＭＣｓ过程中在先驱体的裂解后会留下　许多气孔，这些气孔主要来源于３方面：（１）先驱体浸渍纤维预　制件时没能完全排出的空气，残留空气大部分以闭气孔的形式　留在材料中；（２）先驱体裂解前后密度的差异导致的体积收缩在　材料中留下的孔洞；（３）先驱体裂解时放出许多小分子在材料中　留下的气孔。目前，减少ＰＩＰ工艺制备Ｃ／ＳｉＣ复合材料中气孔　的常用方法是增加先驱体浸渍一裂解周期，经过反复多个浸渍一　裂解周期使材料致密化。该法周期数多，耗费先驱体量多且工　艺周期长，造成成本较高　］。如何减少ＰＩＰ过程中产生的气孔　是缩短ＰＩＰ工艺制备周期及降低成本的关键所在。　针对（１），可对原先的常温常压浸渍工艺进行改进，采取真　空浸渍、真空加压浸渍等方法［】　。真空可以排除掉纤维预制件　中的空气，有利于先驱体填充到纤维预制件的空隙中去，完成浸　渍的时间相对较短［】　，浸渍效率较高。加压浸渍可以促使先驱　体进入常压下无法进入的微孔，甚至可以使一定量的闭孔形成　开孔，提高浸渍效率。所俊等［１１］系统研究了温度、压力对ＰＣＳ／　ＤＶＢ溶液、熔融Ｐ（　浸渍三维碳纤维编织物效率的影响。结果　表明，浸渍效率提高，复合材料密度和性能都随之明显提高。　针对（２），可以在纤维编织物中预先填加惰性填料如ＳｉＣ、　Ｎ４、ＢＮ、ＡｌＮ、Ａｌｚ　０３等，以提高材料预成型体的密度，原因是　惰性填料在编织物中预先占据一定体积，这样可缩短材料致密　化周期，惰性微粉在先驱体裂解过程中不发生体积变化，在一定　程度上抑制烧成产物的收缩，降低材料的孔隙率。简科ｌ１　］研究　了ＳｉＣ微粉含量对先驱体转化制备碳纤维布增强碳化硅复合材　料性能的影响，结果表明，随着ＳｉＣ微粉含量的增加，材料的密　度明显增加，由于ＳｉＣ微粉的密度（３．２ｇ／ｃｍｓ）高于碳纤维的密　度（１．７６ｇ／ｃｒｎｓ），因此随着微粉含量的增加，材料的密度提高。　随着微粉含量的增加，可以缩短材料的制备周期，同时降低成　本。郑文伟进行了碳纤维编织件引入ＳｉＣ微粉的工艺研究，系　统分析了ＳｉＣ微粉引入方式、微粉粒径、浆料浓度及浸渍次数等　对ｃ／ｓｉｃ复合材料制备工艺和性能的影响［Ｉ３，１４］。结果表明。当　的孔隙，结果表明将两工艺相结合可以缩短材料制备周期，提高　材料性能。郑文伟ｌ＿】　、王建方＿１。。等在首个裂解周期引入热模　压工艺，后续周期采用先驱体转化法，利用热模压来提高Ｃ／ＳｉＣ　复合材料的致密度；何新波ｌ１　将先驱体转化法和泥浆浸渍热压　法相结合，利用陶瓷先驱体原位生成纳米级的ＳｉＣ晶粒，大大降　低了烧结温度和减少了纤维的高温损伤，得到了性能优良的单　向Ｃ／ＳｉＣ复合材料。　２　ＣＶＩ工艺低成本技术　化学气相渗透工艺（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｖａｐｏｒｉｚｅｄ　ｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ，ＣＶＩ）利　用ＣＶＤ的原理，使气相物质在加热的纤维表面或附近产生化学　反应，形成基体，并在纤维预制体中沉积得到陶瓷基复合材料。　它具有能在同一反应炉中同时沉积多个或不同形状的预制件的　优点，缺陷主要是只能沉积简单的薄壁件，对于粗厚型件内部往　往出现孑Ｌ洞，存在致密性差、材料沉积不均匀的问题，同时其工　艺周期特别长，材料制备成本较高。　为了提高效率、降低成本，在传统等温ＩＣＶＩ工艺的基础上　对工件和源气的加热加压方式进行了改进，出现了许多新型的　快速ＣＶＩ技术，包括微波化学气相渗透法（Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　ＣＶＩ，　ＭＣＶＩ）、等温／等压ＣＶＩ（Ｉｓｏｔｈｅｒｍａｌ／ｉｓｏｂａｒｉｃ　ＣＶＩ，ＩＣＶＩ）、温度／　压力梯度ＣＶＩ（Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ／ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｇｒａｄｉｅｎｔ　ＣＶＩ，ＦＣＶＩ）：　Ｊ、　压力脉冲ＣＶＩ（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ－ｐｕｌｓｅｄ　ＣＶＩ，ＰＣＶＩ）ｃ　］、位控ＣＶＩ（Ｐｏｓｉ－　ｔｉｏｎ－ｃｏｎｔｒｏｌｅｄ　ＣＶＩ，ＰＣ－ＣＶＩ）等。　３液相渗硅技术　液相渗硅技术（Ｉ　Ｉ）作为一种原位液相反应技术，不仅制备　周期短，而且原材料（硅粉和酚醛树脂）价格远低于ＣＶＩ工艺和　ＰＩＰ工艺所采用的三氯甲基硅烷和聚碳硅烷，制备成本明显低　于ＣＶＩ工艺和ＰＩＰ工艺，因而近年来在国内外得到快速发展。　简科以低成本的硅粉和酚醛作为原料，采用一次成型的浆　料浸渍一热压成型一反应烧结法，使酚醛裂解生成碳粉，与硅粉在　高温下生成碳化硅作为基体材料，制备Ｃ／ＳｉＣ单向板，并对制备　工艺和单向板的性能作了初步的研究ｌ＿２　。结果表明，以低成本　的硅粉和酚醛为原料，采用浆料浸渍一热压成型一反应烧结法制　备的ｃ／ｓｉｃ单向板，最高弯曲强度达到４５６．８ＭＰａ，最高断裂韧　性达到７．９４ＭＰａ・ｍ“　。　ＬＳＩ工艺虽然具有成本优势，但其存在的一个主要缺点就　是复合材料脆性较大，其主要原因是：硅对碳纤维的侵蚀，使复　合材料强度严重下降；基体纯度难以控制，基体中存在残留硅，　使复合材料脆性增大。闫联生等＿２１］鉴于此，采用涂层保护碳纤　维不被侵蚀，消除基体内的残留硅，提高复合材料的韧性。研究　陶瓷基复合材料低成本技术研究进展　陆阳伟等　结果表明，纤维表面沉积ＣＶＤ－ＳｉＣ保护涂层起到了保护碳纤维　不被硅侵蚀的作用；控制硅粉与酚醛树脂的配比，使Ｃ：Ｓｉ摩尔　比等于１０：９．并合理设计裂解制度，可制备出不含游离硅的高　一种低成本技术；（２）可用于成型多种陶瓷体系；（３）凝胶定型过　程与注模操作完全分离；（４）注凝成型的定型过程是靠料浆中有　机单体原位聚合形成交联网状结构的凝胶体来实现，成型坯体　性能ｃ／ｓｉｃ复合材料，研制的２【）Ｉｃ　ｓ　复合材料的弯曲强度和　剪切强度分别达到２４７ＭＰａ和１３．６ＭＰａ．断裂行为呈现韧性破　坏模式。　４热压工艺低成本技术　热压工艺作为一种传统的工艺方法，更多地应用于粉体陶　瓷的制备。用该方法制备ｃ／ｓｉｃ复合材料的典型工艺过程是将　ＳｉＣ粉末、烧结助剂粉末、有机粘结剂和溶剂等配制成泥浆，碳　纤维经泥浆浸渍后纺制成无纬布，切片模压成型后热压烧结。　材料的致密化主要通过液相烧结方法完成。一般情况下，ＳｉＣ　的烧结温度至少在１９００℃．但在Ｔ　、ＴｉＣ、Ｂ、Ｂ　Ｃ等烧结助剂　作用下其烧结温度降低。用ＨＰ工艺制备的ｃ／ｓｉｃ复合材料致　密度较高．缺陷较少，并且工艺简单，周期短，可以一次成型，在　制备平板复合材料方面具有较大的优势，但对制备复杂构件有　较大困难。日本科学家Ｍｉｃｈｉｙｕｋｉ　Ｓｕｚｕｋｉ等在此基础上开发了　一种新的工艺——ＮＩＴＥ（Ｎａｎｏ—ｐｏｗｄｅｒ　ｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｔｒａｎｓｉｅｎｔ　ｅｕｔｅｃｔｉｃ），用于快速制备ＳｉＣ／ＳｉＣ复合材料。并采用伪热等静压　（Ｐｓｅｕｄｏ—ＨＩＰ）法制备了相应的构件　一。　通过引入纳米ＳｉＣ微粉　。，提高了烧结活性，可大幅度降　低热压烧结温度．从而降低陶瓷基复合材料制备过程中高温高　压对纤维的损伤。国防科技大学张峰以纳米ＳｉＣ粉体为烧结原　料，采用粉体与碳纤维布交替铺层的方式制备２Ｄ　ｃ／ｓｉｃ复合材　料，系统研究了纤维体积分数、烧结助剂、烧结温度、烧结压力、　烧结时间、烧结前的冷模压压力以及作为伪热等静压的一部　分～固体传力介质等工艺条件对Ｃ／ＳｉＣ复合材料性能的影　响．为快速低成本制备碳纤维增强陶瓷基复合材料做一些探索　性研究。研究结果表明：　．当纤维体积分数为４５　时，所制备　复合材料的弯曲强度和断裂韧性最好；采用Ｂ、Ｃ烧结助剂体　系，由于用量少而引入的杂质较少．同时避免了因严重化学反应　对纤维造成的损伤；采用ＢＮ周体粉末作为传力介质时，使得烧　结制备出的复合材料易于脱模；烧结前对坯体进行合适的预压　可以使热压烧结时的压力有效传递并提高试验操作的安全性；　采用合适的烧结温度、烧结压力、烧结时间制备出的复合材料的　弯曲强度、断裂韧性和剪切强度分别达到了３０８．９ＭＰａ、　８．２ＭＰａ・ｍ　。和３２．１ＭＰａ；采用热压工艺制得的２Ｄ　Ｃ／ＳｉＣ复　合材料具有良好的抗氧化性能。　５　注凝成型烧结工艺　注凝成型工艺（Ｇｅｌ—ｃａｓｔｉｎｇ）是由美国橡树岭国家重点实验　室于２Ｏ世纪９０年代初发明的陶瓷材料湿法成型技术，是一种　接近净尺寸成型技术。该技术由于工艺简单、含脂量低，制备的　坯体均匀、强度高而具有可机械加工、加工量小等诸多优点．得　到广泛关注。　注凝成型工艺的基本原理是在低粘度高固相含量的陶瓷料　浆中加人有机单体，在催化剂和引发剂的作用下。使料浆中的有　机单体交联聚合成ｉ维网状结构．从而使料浆原位固化成型．然　后再进行脱模、干燥、去除有机物、烧结，即可得到所需的陶瓷零　件。该工艺的特点是：（１）设备要求简单，对模具无特殊要求．是　组分均匀、密度均匀、缺陷少；（５）制备的生坯强度高，可进行机　械再加工，真正实现净尺寸成型。　注凝成型工艺在精密ＳｉＣ陶瓷构件制备和烧结方面已取得　了很大的进展一　，但在制备连续纤维增强陶瓷基复合材料方　面鲜有报道。　施江澜　一在传统注凝成型的基础上发明了一种新型的连　续纤维增强陶瓷基复合材料制备技术。该技术具体通过下述方　法实现：先将陶瓷粉体分散于含有有机单体的水溶液中形成稳　定均匀、高固相含量、低粘度的浆料，再将浆料在压力作用下注　入、浸渗到预置于模具中的纤维预制体内，然后在一定的催化、　温度、压力条件下，有机单体聚合交联成三维网状结构，浸渗到　纤维预制体内的浆料原位固化，与纤维预制体复合成形，得到纤　维增强的陶瓷基复合材料坯体。经过干燥后通过烧结获得成　品。与以往传统的ＣＶＩ、ＰＩＰ等制备工艺相比．该技术具有成型　工艺简单、成型时间短、成型温度低、对陶瓷种类适应性广等一　系列优点，更重要的是，该技术原材料成本大大降低，设备低廉，　是一种很有发展前景的低成本制备纤维增强陶瓷基复合材料的　新工艺。　６　结束语　低成本制备技术是ＣＦＲＣＭＣｓ今后发展的一个重要方向，　目前虽然已取得了一系列喜人的成果．但还需进一步努力：　（１）研发价格更加低廉、陶瓷产率更高的耐高温先驱体是降　低ＣＦＲＣＭＣｓ的关键所在；　（２）通过调节体系组分，提高现有先驱体的利用率也是降低　ＣＦＲＣＭＣｓ原料成本的一个重要内容；　（３）改进、优化现有工艺并进行组合联用．缩短ＣＦＲＣＭＣｓ　的制备周期，同时降低制备成本；　（４）开发新型的ＣＦＲＣＭＣｓ，更有效地降低ＣＦＲＣＭＣｓ的成　本是今后发展的重要内容。　参考文献　１　肖鹏，徐永东，张立同．高温陶瓷基复合材料制备工艺的研　究［Ｊ］．材料工程，２０００，２：４１　２　Ｄｕｒａｎ　Ａ，Ａｐａｒｉｃｉｏ＾／Ｌ　Ｒｅｉｎｆｉｈｒａｔｉｏｎ　ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ　ｆｏｒ　ｐｏｌｙｍｅｒ　ｄｅｒｉｖｅｄ　ｆｉｂｅｒ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｃｅｒａｍｉｃｓ［Ｊ］．Ｋｅｙ　Ｅｎｇ　Ｍａｔｅｒ．１９９７，　１２７一ｌ３１：２８７　３　简科，林红吉，陈朝辉，等．先驱体转化法制备低成本碳纤维　增强陶瓷基复合材料研究［Ｊ］．宇航材料工艺，２００４，５：６　４　Ｒａｎｇａｒａｊａｎ　Ｓ．Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ。ｐｈｙｓｉｃａｌ　ａｎｄ　ｔｈｅｒｍａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｂｌａｃｋｇｌａｓｓ　ｍａｔｒｉｘ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　ｗｉｔｈ　Ｎｅｘｔｅｌ　ｆａｂｒｉｃ［Ｊ］．Ｊ　Ｍａｔｅｒ　Ｓｃｉ，１９９９．３４（９）：５１５　５　Ｌｅｕｎｇ　Ｒ　Ｙ，Ｐｏｒｔｅｒ　Ｗ　ｎ　Ｃｕｒｉｎｇ　ａｎｄ　ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ　ｏｆ　Ｂｌａｃｋ　ｇｌａｓｓＭＴ　ｒｅｓｉｎｓ　ａｎｄ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ［Ｊ］．Ｃｅｒａｍ　Ｅｎｇ　Ｓｃｉ　Ｐｒｏｃ．　１９９６，１７（４）：３８６　６　简科，胡海峰，陈朝辉，等．聚硅氧烷先驱体转化制备低成本　陶瓷基复合材料［Ｊ］．材料科学与工程学报，２００３，２１（１）：１３　・１８２・　材料导报　２００８年８月第２２卷专辑Ⅺ　７　马青松，陈朝辉，郑文伟，等．聚硅氧烷先驱体转化制备三维　１８　Ｂｅｒｔｒａｎｄ　Ｓ，Ｌａｖａｕｄ　Ｊ　Ｆ，Ｈａｄｉ　Ｒ　Ｅ，ｅｔ　ａ１．Ｔｈｅ　ｔｈｅｒｍａｌ　ｇｒａｄｉ—　Ｃｆ／Ｓｉ－Ｏ－Ｃ复合材料的研究［Ｊ］．复合材料学报，２００３，２０　（２）：５３　ｅｎｔ—ｐｕｌｓｅ　ｆｌｏｗ　ＣＶＩ　ｐｒｏｃｅｓｓ：ａ　ｎｅｗ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｖａｐｏｒ　ｉｎｆｉｌｔｒａ－　ｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｄｅｎｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｆｉｂｒｅ　ｐｒｅｆｏｒｍｓ［Ｊ］．Ｊ　Ｅｕｒ　Ｃｅｒａｍ　Ｓｏｃ，１９９８，１８：８５７　８　马青松，陈朝辉，郑文伟，等．ｃｆ／ｓｉ—ｏ－ｃ复杂形状应用构件　的制备ＥＪ］．材料工程，２００１，（１２）：４３　９　Ｍａ　Ｑｉｎｇｓｏｎｇ，Ｃｈｅｎ　Ｚｈａｏｈｕｉ，Ｚｈｅｎｇ　Ｗｅｎｗｅｉ，ｅｔ　ａ１．Ｔｈｅｒ—　ｍａｌ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｃａｒｂｏｎ　ｆｉｂｅｒ　ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　Ｓｉ—　１９　Ｎａｓｌａｉｎ　Ｒ　Ｒ，Ｐａｉｌｌｅｒ　Ｒ，Ｂｏｕｒｒａｔ　Ｘ，ｅｔ　ａ１．Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ｏｆ　ｈｉｇｈｌｙ　ｔａｉｌｏｒｅｄ　ｃｅｒａｍｉｃ　ｍａｔｒｉｘ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　ｂｙ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ－ｐｕｌｓｅｄ　ＣＶＩ　［Ｊ］．Ｓｏｌｉｄ　Ｓｔａｔｅ　Ｉｏｎｉｃｓ，２００１，１４１—１４２：５４１　合材料［Ｊ］．材料开发与应用，２００２，１２：１２　Ｏ－Ｃ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　ｆａｂｒｉｃａｔｅｄ　ｂｙ　ｐｏｌｙｓｉｌｏｘａｎｅ　ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ　ＥＪ］．Ｊ　Ｍａｔｅｒ　Ｓｃｉ　Ｌｅｔｔ，２００４，３９（１５）：４９０１　２Ｏ简科，胡海峰，陈朝辉．硅粉／酚醛制备低成本碳化硅陶瓷复　１Ｏ王建方．热压工艺在Ｃｆ／ＳｉＣ复合材料制备过程中的应用　ＥＪ］．航空材料学报，２００２，２２（３）：２２　１１所俊，郑文伟，肖加余，等．Ｃｆ／ＳｉＣ复合材料先驱体转化法浸　２１闫联生，李贺军，崔红，等．内部硅化法制备低成本Ｃ／ＳｉＣ复　合材料口］．材料工程，２００５，９：４１　２２　Ｍｉｃｈｉｙｕｋｉ　Ｓｕｚｕｋｉ，Ｍｉｔｓｕｈｉｋｏ　Ｓａｔｏ，Ｎｏｒｉｆｕｍｉ　Ｍｉｙａｍｏｔｏ，ｅｔ　渍工艺条件优化［Ｊ］．宇航材料工艺，２０００，３０（２）：２９　１２简科，陈国民，陈朝辉，等．ＳｉＣ微粉含量对先驱体转化制备　碳纤维布增强碳化硅复合材料性能的影响ＥＪ］．材料工程，　２００３，１２：２３　ａ１．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　ｄｅｎｓｅ　ＳｉＣ／ＳｉＣ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　［Ｊ］．Ｃｅｒａｍ　Ｅｎｇ　Ｓｃｉ　Ｐｒｏｃ，２００５，２６（２）：３１９　１９９Ｏ　２３李世普．特种陶瓷工艺学［Ｍ］．武汉：武汉理工大学出版社，　１３郑文伟，陈朝辉，姚俊涛．炭纤维编织物中引入ＳｉＣ微粉的　超声工艺研究ＥＪ］．材料工程，２００４，３：３１　１４郑文伟，陈朝辉，姚俊涛．碳纤维编织物中真空浸渍引入ＳｉＣ　微粉的工艺研究［Ｊ］．航空材料学报，２００５，２５（２）：５５　１５闫联生，王涛，邹武，等．碳／碳化硅复合材料快速成型工艺　研究［Ｊ］．宇航材料工艺，１９９９，２９（３）：３８　１６郑文伟，王兴业，刘凤荣，等．三维整体编织物增强陶瓷基复　合材料的制备工艺及性能表征ＥＪ］．复合材料学报，１９９７，１４　（１）：４８　２４张峰．２Ｄ　Ｃｆ／ＳｉＣ复合材料的热压成型工艺及性能研究：［硕　士学位论文］．长沙：国防科技大学，２００６　ＥＪ］．硅酸盐通报，２００２，６：８６　备和凝胶注模成型Ｉ－Ｊ－）．高技术通讯，２０００，７：１００　冶金工业，２００２，１２（３）：２８　１　３８７９８４．２００３—０卜Ｏ１　２５武卫兵，靳正国．凝胶注模成型碳化硅陶瓷的烧结和性能　２６周龙捷，许兴利，黄勇，等．水基高固相含量ＳｉＣ悬浮体的制　２７武安华，曹文斌，李江涛，等．ＳｉＣ烧结的研究进展ｌ－Ｊ－１．粉末　１７何新波．连续纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料的研究：［博　２８施江澜．纤维增强陶瓷基复合材料成形技术［Ｐ］．ＣＮ　Ｐａｔ，　士学位论文］．长沙：中南工业大学，２０００　）　）　）　、　、　）　、　、　＼　、　、　）　）　、　）　）　）　）　（上接第１７５页）　１６朱传方，徐汉红．可逆热色性化合物的研究进展．化学进展，　２００１，１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