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陶瓷化學(xué)氣相滲透法

CVI法是將具有特定形狀的纖維預(yù)制體置于沉積爐中,通人的氣態(tài)前驅(qū)體通過擴散、對流等方式進入預(yù)制體內(nèi)部,在一定溫度下由于熱激活而發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng),生成固態(tài)的陶瓷類物質(zhì)
        化學(xué)氣相滲透(CVI)法是通過氣體滲透多孔隙的纖維織物,在纖維之間沉積固態(tài)物質(zhì),從而構(gòu)成陶瓷基復(fù)合材料基體的一種無壓、低溫的工藝過程。由于該工藝避免了常規(guī)-藝所帶來的一些問題,因此被認為是最具潛力的陶瓷基復(fù)合材料制備工藝。


 
        CVI法是將具有特定形狀的纖維預(yù)制體置于沉積爐中,通人的氣態(tài)前驅(qū)體通過擴散、對流等方式進入預(yù)制體內(nèi)部,在一定溫度下由于熱激活而發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng),生成固態(tài)的陶瓷類物質(zhì)并以涂層的形式沉積于纖維表面;隨著沉積的繼續(xù)進行,纖維表面的涂層越來越厚,纖維間的空隙越來越小,最終各涂層相互重疊成為材料內(nèi)的連續(xù)相,即陶瓷基體。從某種角度而言,化學(xué)氣相滲透是化學(xué)氣相沉積(CVD》的一種特殊形式。在CVI中預(yù)制體是多孔低密度材料,沉積多發(fā)生于其內(nèi)部纖維表面,而CVI)法是在襯底材料的外表面上直接沉積涂層。
 
        與制備氧化鋯陶瓷基復(fù)合材料的常規(guī)工藝相比.CVI工藝具有以下優(yōu)點:①CVI工藝在無壓和相對低溫條件下進行(CVI法溫度約在1000+C左右),纖維類增強物的損傷較小,可制備出高性能(特別是高斷裂韌性)的陶瓷基復(fù)合材料;②通過改變氣態(tài)前驅(qū)體的種類、含量、沉積順序、沉積工藝,可方便地對陶瓷基復(fù)合材料的界面、基體的組成與微觀結(jié)構(gòu)進行設(shè)計;③由于不需要加入燒結(jié)助劑,所得到的陶瓷基體在純度和組成結(jié)構(gòu)上優(yōu)于用常規(guī)方法制備的;④可成型形態(tài)復(fù)雜、纖維體積分數(shù)較高的陶瓷基復(fù)合材料;⑤對用其它工藝制備的陶瓷基復(fù)合材料或多孔陶瓷材料可進行進一步的致密化處理,減少材料內(nèi)部存在的開放孔洞和裂紋。CVI法也存在一些不足之處,其中最大的問題是成型周期長、成本高、材料的致密度低等。
 
        用CVI法制備陶瓷基復(fù)合材料的目的是獲取具有結(jié)構(gòu)完整性和密度均勻性的制件。為實現(xiàn)這一步,就要協(xié)調(diào)好氣體的輸送和反應(yīng)溫度這兩個因素,使不同的沉積區(qū)域都能獲得良好的沉積效果。從控制氣體輸送模式和反應(yīng)溫度兩個角度出發(fā),目前已經(jīng)發(fā)展了五種主要的CVI法,其中最主要的兩種是等溫CVI(ICVI)和強制流動熱梯度CVI( FCVl)


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本文“陶瓷化學(xué)氣相滲透法”由科眾陶瓷編輯整理,修訂時間:2015-04-16 17:55:46
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