Estudio Tomográfico de Rayos X del Procesamiento de Infiltración de Vapores Químicos en el Procesamiento de...

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• Materiales compuestos Materiales compuestos.
• Compuestos de matriz cerámica compuestos de matriz cerámica.

Sus antecedentes:

• Comprender las variables de procesamiento es clave para fabricar compuestos avanzados de cerámica-matriz.
• La infiltración de vapor químico (CVI) es un proceso crítico para el desarrollo de estos materiales.
• El desarrollo de la microestructura durante el CVI impacta significativamente en el rendimiento del compuesto.

Objetivo del estudio:

• Investigar el crecimiento in situ de la matriz de carburo de silicio en un compuesto tejido de fibra de nicalón durante la IVC.
• Para utilizar la tomografía de rayos X no invasiva y de alta resolución para mediciones precisas.
• Para probar un modelo que describe la evolución de la superficie disponible para la deposición de la matriz.

Principales métodos:

• Empleando tomografía de rayos X de alta resolución para el monitoreo no invasivo in situ.
• Medición de la densificación dentro de las remolcas de fibra individuales.
• Seguimiento del cierre de los poros macroscópicos durante el proceso de CVI.

Principales resultados:

• La alta resolución espacial permitió mediciones detalladas de densificación dentro de las torres de fibra.
• El cierre macroscópico de los poros se observó in situ durante la consolidación del compuesto.
• Las áreas superficiales medidas para la deposición de la matriz fueron independientes de la arquitectura de la fibra y la ubicación.
• Los resultados mostraron un buen acuerdo con un modelo teórico para la evolución de la superficie.

Conclusiones:

• El estudio validó con éxito un modelo para la evolución del área de superficie durante la IVC.
• La macroporosidad juega un papel dominante en la superficie de deposición de la matriz durante las últimas etapas de la consolidación.
• Esta investigación proporciona información crítica sobre el control del desarrollo de la microestructura en los compuestos de cerámica-matriz.