通过PIP工艺制造的Si3N4f/BN/SiBCN微复合材料的微结构和机械性能
Zhiyou Gong1, Zhongkai Xu1, Jian Zhang2
1Key Laboratory of Advanced Ceramics and Machining Technology of Ministry of Education, School of Materials Science and Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China.
Materials (Basel, Switzerland)
|May 25, 2024
概括
碳化物 (SiBCN) 陶和Si3N4f/BN/SiBCN微复合材料被制造出来. 优化的BN接口涂层增强了纤维/矩阵粘合,为苛刻的应用提供了强大而灵活的陶复合材料.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 陶工程 陶工程
- 复合材料 复合材料 复合材料
背景情况:
- 碳化 (SiBCN) 陶具有出色的高温耐受性,氧化耐受性和爬行耐受性.
- 这些特性使SiBCN成为航空航天和军事应用的有希望的材料.
- 开发具有量身定制接口的先进陶矩阵复合材料对于提高性能至关重要.
研究的目的:
- 使用聚合物透和热解法制备SiBCN陶和Si3N4f/BN/SiBCN微复合材料.
- 为了研究化 (BN) 接口涂层对纤维/矩阵接口的影响.
- 为了优化热解条件,以达到理想的机械性能和薄弱的接口.
主要方法:
- 聚合物透和热解 (PIP) 方法使用聚基 (PBSZ) 前体.
- 在900°C下对PBSZ前体进行热解,以完成陶化.
- 作为接口阶段,两次沉积BN涂层,并在600°C下进行热解4小时.
主要成果:
- PBSZ前体的完整陶化发生在900°C时,体重减轻和粘合的变化最小,从600°C到900°C.
- 通过使用BN涂层和特定的热解条件,实现了具有21.96 ± 2.01 MPa结合强度的弱纤维/矩阵接口.
- 由此产生的Si3N4f/BN/SiBCN微复合材料具有111.10MPa的抗拉强度,同时保持了弱接口.
结论:
- 该研究成功制造了SiBCN陶和Si3N4f/BN/SiBCN微复合材料.
- 优化BN接口层和热解条件是实现高抗拉强度和弱纤维/矩阵接口之间的平衡的关键.
- 这些发现为开发先进的结构陶复合材料提供了宝贵的理论和方法见解.
