碳纤维增韧的碳化硅(C/SiC)或者铜-碳化硅(C/Cu-SiC)基复合材料由于其良好的化学和热物理稳定性,在高温技术领域中具有非常广泛的应用前景。目前熔体浸渗技术(liquid melt infiltration:LMI)是制备这类材料的有效方法之一。LMI的主要优势在于制备周期短,生产成本低,已成为制备(C/SiC)或(C/Cu-SiC)结构件的主要方法。LMI工艺的主要制备过程包括硅或者铜-硅合金的熔化以及这些熔体向多孔碳中的浸渗反应。在熔渗反应过程中,硅或者铜-硅熔体通过毛细作用力不断浸渗到多孔碳材料的孔内,并发生Si-C反应,从而获得最终的复合材料。熔体的熔渗反应主要受多孔碳材料中的毛细通道的尺寸及润湿性等参数的影响。因此,需要深入理解熔体硅或者铜-硅和基体碳之间的润湿行为,才能对熔渗过程中所涉及的熔渗动力学以及熔渗工艺达到有效的优化控制,进而制备高性能的复合材料。液态硅或者铜-硅合金和基体碳之间的润湿行为主要受熔体的成分、熔渗温度、湿润角以及真空度等参数所影响。在航空制造业、生物和地理科学技术领域都有一些研究涉及到毛细现象的研究。但是,对于多孔碳材料的液态硅和铜-硅熔渗动力学仍缺乏系统全面的研究。另一方面,由于在高温下实时观察熔渗过程相当困难,因此建立润湿行为和熔渗反应动力学模型显得至关重要。本文基于Washburn模型,建立了液态硅和硅-铜对于基体碳的反应熔渗动力学模型。也同时综合考虑了熔渗温度、熔渗时间、孔径大小等对液硅熔渗行为的影响。在此基础上,还优化了硅(Si),钛(Ti)和铬(Cr)对C/Cu复合材料熔渗行为的影响,发现碳化物的生成(碳化硅,钛化硅,铬化硅)能够促进了碳和铜之间的润湿性。当熔渗角度一定时,随着熔渗时间的延长,毛细管半径变化率逐渐减小,其减小速率呈抛物线变化。计算结果显示随着熔渗时间的延长,硅和碳原子之间的接触反应和扩散反应不断进行,生成的碳化硅层导致毛细管半径减小。当其毛细管半径较小速率变慢时,熔体(Si和Si-Cu合金)与C的反应渗透能力明显提高。本文为熔体浸渗反应过程的工艺参数优化与调控提供了一定的理论依据。