Page 95 - 东莞市厚街中学2025届高三毕业纪念
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电子材料开发及器件研制 PAGE/94
2. 先驱体转化 SiBCN 界面 SiC/SiC 复合材料的力学性能与失效机理
项目简介
航空发动机涡轮转子叶片服役于高温、高载荷、高压、高转速和复杂应力等工况，对 SiC/SiC 复合材料提出更高耐温
性、更高强韧性、更抗疲劳和更佳抗水氧腐蚀性能等苛刻要求。基体开裂应力是 SiC-CMC 复合材料非线性力学行为的起
始点，对应基体开裂、裂纹偏转和纤维桥连的转变点，类似于金属的比例极限应力。在航空发动机高温应力氧化腐蚀环境中，
基体开裂意味着纤维和界面暴露在高温腐蚀环境中，将急剧加速 SiC-CMC 复合材料的损伤破坏，降低上述性能，故 SiC-
CMC 复合材料基体开裂应力是 SiC-CMC 热结构件设计的关键指标。提高基体模量和断裂能、增强界面结合强度和使基
体受残余压应力作用，有利于提高 SiC/SiC 复合材料的基体开裂应力。
(a) SiC纤维直接接触 (b) 原位自生BN界面相隔离SiC纤维
CVI SiC CVI SiC
CVI BN
CVI BN
Sylramic-
Sylramic iBN
(c) 界面相外脱粘 (d) 界面相内脱粘
CVI Si掺杂 BN
o
+1700 C热处理
CVI Si掺杂 BN
Sylramic-
iBN
美国 NASA 发展的原位自生 BN 界面相 :（a）CVI BN;（b）CVI 原位自生 BN 界面相 ;
（c）CVI 原位自生 BN 界面相经 1700oC 热处理 ;（d）无热处理
本项目拟基于 SiBCN 陶瓷的先驱体转化工艺，优化 SiBCN 界面相的浸渍、固化、交联和裂解步骤，采用热重 - 差热
分析、热重 - 质谱分析、XRD 和元素分析等技术研究其热力学结构演变规律，采用拉曼光谱、SEM、TEM、固态核磁共
振、电子顺磁共振和 X 射线光电子能谱等技术研究其微结构特征，采用纤维顶出试验结合拉伸断口纤维拔出长度等，分析
SiBCN 界面结合强度，建立 SiBCN 界面相的制备工艺参数、微结构特征和 SiC/SiC 复合材料基体开裂应力的相关性规律。
项目成熟度
实验室开发阶段
转化方式
技术入股
