碳化硅陶瓷基复合材料研制及应用
碳化硅陶瓷基复合材料具有优异的力学性能、耐高温、抗氧化等特点,被认为是取代金属作为热结构材料的重要候选材料,具有广阔的应用前景。本成果立足于国家重大需求,开展了碳化硅陶瓷基复合材料制备科学研究和应用技术开发。在材料制备科学方面针对以国产聚碳硅烷(PCS)制备的材料高温下不稳定,以及传统化学气相沉积工艺(CVD)制备的碳化硅涂层在热震条件下易发生剥落,影响材料可靠应用的两大关键技术难题,分别发明了C/SiC复合材料的纳米复合与原位反应制备技术和SiC涂层的强制脉冲化学气相渗透/沉积制备技术。获得了具有优良抗氧化、抗热震和耐烧蚀、满足应用要求的材料。在应用技术方面首先针对陶瓷-金属异质材料连接焊接面热应力大,结合困难的技术难题,发明了陶瓷-金属异质材料钎焊连接技术,实现了陶瓷基复合材料与金属材料的牢固结合。其次针对陶瓷基复合材料中存在微孔、微裂纹等本征缺陷导致材料发生气体泄露问题,发明了有机-无机协同气密包封技术,实现了材料的高度密封。两项应用技术的发明确保了材料应用的稳定性和可靠性。
本成果解决了碳化硅陶瓷基复合材料在重要领域应用的关键技术问题,材料制备和应用技术均达到国际先进水平。