碳化硅陶瓷基復合材料加工技術研究進展*

王 晶,成來飛,劉永勝,劉小瀛,張 青

（西北工業大學超高溫結構復合材料重點實驗室，西安 710072）

碳化硅陶瓷基復合材料（CMCSiC，包含SiC/SiC和C/SiC兩種材料）具有低密度、高比強、高比模、耐高溫、耐磨損和耐化學腐蝕等優點[1-5]，同時由于纖維的增強和增韌作用，有效提高了陶瓷材料的斷裂韌性，因而在航空航天、能源、交通等領域具有廣泛應用前景[6-11]。

二次加工是CMC-SiC復合材料及其構件制備過程中不可或缺的重要環節，尤其是隨著實際服役環境的日益苛刻，CMC-SiC復合材料的超精細微納加工的要求越來越高：如用于制造渦輪整體葉盤和渦輪靜子件及發動機調節片等精密構件、航空發動機燃燒室火焰筒和渦輪葉片的氣膜冷卻孔（直徑 300～700μm）、核包殼管的封裝微孔等，加工質量的高低將嚴重影響結構件的力學性能和使用性能。但是，CMC-SiC復合材料是一種難加工材料，其硬度為2840～3320kg/mm2，僅次于金剛石和立方氮化硼；且CMC-SiC復合材料屬于各向異性材料，容易在切削力的作用下產生毛刺、分層、撕裂、崩邊等損傷，易導致零件報廢，影響加工質量[12-13]。因此，尋找一種高精度、高質量的加工手段一直是研究人員所追求的熱點。

本文綜述了CMC-SiC復合材料加工方法的研究進展,并分析了傳統加工與特種加工的優缺點，最后指出激光加工技術在CMC-SiC復合材料加工方面體現出強大的發展潛力。同時，對激光加工技術的原理與加工工藝進行了分析，重點介紹了超短脈沖激光加工CMC-SiC復合材料的這一“冷”加工技術在微、精、細加工等領域的獨特優勢，為該技術在CMCSiC復合材料的應用提供理論依據和試驗支撐。……