熱壓工藝對(duì)SiC纖維增強(qiáng)TB8復(fù)合材料組織影響研究

劉文祎，金 旗，侯紅亮，曲海濤，趙 冰，王耀奇

(1.中國(guó)航空制造技術(shù)研究院，北京 100024)(2.北京科技大學(xué)，北京 100083)

SiC纖維增強(qiáng)鈦基(SiCf/Ti)復(fù)合材料因其優(yōu)良的綜合性能，成為發(fā)展高性能航天、航空飛行器的關(guān)鍵材料[1-3]。其耐溫范圍和力學(xué)性能均與航空高馬赫數(shù)飛行器的服役環(huán)境需求吻合，是高超音速飛行器蒙皮材料的理想選擇[4,5]。美國(guó)設(shè)立了NASP研究計(jì)劃，用于推動(dòng)SiCf/Ti復(fù)合材料蒙皮結(jié)構(gòu)制造技術(shù)的發(fā)展。日本與印度也分別在超高速運(yùn)輸機(jī)計(jì)劃和先進(jìn)吸氣式跨大氣層研究計(jì)劃中，將SiCf/Ti復(fù)合材料納入高技術(shù)結(jié)構(gòu)材料范疇進(jìn)行應(yīng)用研究。國(guó)內(nèi)對(duì)SiCf/Ti復(fù)合材料的研究起步較晚，與國(guó)外相比尚有一定差距[6,7]。

目前，制備SiC纖維增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料的方法主要有箔-纖維-箔法和物理氣相沉積法2種。與物理氣相沉積法相比，箔-纖維-箔法具有成本低等優(yōu)點(diǎn)，適于制備形狀規(guī)則的復(fù)合材料板材[8]。利用箔-纖維-箔法制備SiCf/Ti復(fù)合材料過(guò)程中，如何通過(guò)控制箔材厚度、纖維間距和熱等靜壓/熱壓工藝獲得相對(duì)理想的微觀組織是需要解決的重要問(wèn)題。SiCf/Ti復(fù)合材料的性能強(qiáng)烈依賴(lài)于其纖維與基體的界面狀態(tài)，通過(guò)調(diào)整熱等靜壓/熱壓工藝可實(shí)現(xiàn)對(duì)界面的控制[9-11]。中國(guó)科學(xué)院金屬研究所王玉敏等對(duì)箔-纖維-箔法制備SiCf/Ti復(fù)合材料板材進(jìn)行了系列研究[12]。中國(guó)航空制造技術(shù)研究院趙冰等研究了箔-纖維-箔法結(jié)合熱等靜壓制備SiCf/TB8復(fù)合材料，并獲得了最佳熱等靜壓工藝[13]。熱等靜壓制備SiCf/TB8復(fù)合材料是在真空包套內(nèi)進(jìn)行，需要先在熱處理爐中進(jìn)行無(wú)壓除膠。……