创新断层扫描技术在SiC/SiC复合材料液体硅渗透中的应用！
文摘
2024-11-01 07:00
四川
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SiC/SiC陶瓷基复合材料（CMC）因其在航空航天领域的应用受到广泛关注。SiC材料具有低密度以及优异的结构、电气和热性能，使其成为高温、高压环境中理想的选择。与传统的金属材料相比，SiC/SiC复合材料在耐腐蚀、耐高温和高强度等方面表现出显著的优势。然而，这些材料在实际应用中面临着残余孔隙和填充不均等问题，尤其是在1500°C高真空环境下的液体硅渗透（LSI）过程中。为了克服这些挑战，最近，来自LCTS波尔多大学和SAFRAN CERAMICS的H. Carpentier课题组在SiC/SiC复合材料的研究中取得了重要进展。该团队开发了一种改进的X射线断层扫描技术，取代了传统的旋转台，采用了全新的直流电机集成系统。这一改进使得在高温下进行快速三维断层扫描成为可能，从而能够详细观察液体硅在SiC粉末基体中的填充过程。通过这些新技术，研究人员首次实现了对SiC/SiC复合材料中液体硅毛细上升过程的三维观察。结果表明，熔融硅首先迅速并不均匀地填充了粉末中的可达晶间微孔隙，随后液体缓慢地填充剩余的孤立粉末区域。当SiC基体完全饱和后，液体硅进一步填充了较大的孔隙，如裂缝和纤维内宏观孔隙。这些发现不仅揭示了SiC基体中不均匀润湿前沿的行为，还强调了粉末的可达性和裂缝网络对填充过程的关键影响。![]()
该团队的研究显著提高了对SiC/SiC复合材料在LSI过程中的理解，为未来优化材料制备工艺提供了新的技术路径和理论依据。通过这一进展，科学界对复合材料中液体渗透机制有了更深刻的认识，从而推动了高性能复合材料的发展。
