连续碳化硅纤维增强玻璃基复合材料的研究

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通过高性能连续碳化硅纤维与玻璃以及陶瓷等脆性基体进行复合已成为对其进行增强增韧的重要途径.该研究通过泥浆法制备连续碳化硅纤维增强玻璃基复合材料,通过定量金相分析、SEM、能谱分析等方法对材料的制备工艺进行了系统的研究.在预浸胶材料的制备过程中,选择无水乙醇和水作为溶剂,加入不同质量百分数的玻璃粉和羧甲基纤维素配成泥浆.结果表明:挥发性较佳的无水乙醇的加入,可以实现预浸胶材料在室温下的快速干燥,使纤维得到快速的定型,防止在缓慢干燥过程中在自身重力作用下的沉积作用而造成纤维分散的不均匀;当用无水乙醇和水按2:3的质量比配成溶剂,加入5%质量的羧甲基纤维素作为粘结剂和30%质量的玻璃粉配成的泥浆可以在纤维表面自由铺展,通过使纤维束在泥浆中上下反复振动的分散方式,可以使纤维束在其中均匀的分散开,制得均匀的预浸胶材料,且纤维的含量可以通过泥浆的浓度方便的调节;干燥好的预浸胶材料通过在900℃下,加压8.4Mpa,保压15min可制得宏观气孔率低于3%的复合材料;在热压过程中,由于基体与纤维之间存在元素浓度梯度而发生元素的相互迁移,从而在纤维与基体之间形成一层过渡层,其中的元素构成既不同于纤维又有别于基体,元素的分布存在梯度.上述研究结果对以后的连续纤维增强玻璃陶瓷基复合材料的理论和应用研究有一定的指导意义.
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