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碳纤维增强硅碳氮复合材料(C_f/SiCN)比强度高、比模量高、耐高温、抗氧化以及热膨胀系数小,在高温环境下兼具了碳化硅和氮化硅的特点,是一种极具潜力的航空航天热结构材料。与CVI法相比,PIP法具有设备要求简单、工艺周期短、制备成本低,对环境无污染等优点。因此,本文选择2D碳纤维布和聚硅氮烷(PSN)为原材料,通过PIP法制得C_f/SiCN复合材料。研究前驱体溶剂配比、固化温度、裂解温度和裂解升温速率对C_f/SiCN的组织结构和力学性能的影响;研究了热处理温度对C_f/SiCN复合材料的热稳定性的影响;采用硼烷二甲硫醚对聚硅氮烷进行改性,在其中引入B元素,得到PBSN,并通过PIP法制备C_f/SiBCN复合材料,对比两种复合材料的组织结构及力学和抗氧化性能。PIP法制备C_f/SiCN复合材料的最优工艺参数为溶剂四氢呋喃含量为40%,固化温度为150oC,裂解温度为800oC,裂解升温速率为5oC/min,所得到的C_f/SiCN复合材料密度为1.783 g/cm3,开气孔率为12.8%,室温抗弯强度为126 MPa。热处理温度为1400oC时,产物为非晶的SiCN陶瓷;1500oC时,出现了较为尖锐的β-SiC的特征峰,同时出现微弱的α-Si3N4的衍射峰;1600oC时,SiC的衍射峰更加明锐,晶化程度提高,并出现少量α-SiC相,α-Si3N4的晶化程度也有少量提高。抗弯强度下降严重,随着热处理温度升高,强度下降,当热处理温度为1600oC时,材料的强度仅为原始强度的59.7%,同时质量也有约7%的损失。对裂解温度为800、900和1000oC的C_f/SiCN复合材料,研究其在1400oC下的热稳定性,抗弯强度下降严重,裂解温度越高,强度保留率越高,当裂解温度为1000oC时,材料的强度保留率最高,为原始强度的73.7%,同时质量也有3.5%的损失。对C_f/SiBCN复合材料和C_f/SiBCN复合材料在600 oC进行氧化,样品的质量损失基本呈线性增加;800和1000oC氧化时,质量损失曲线为下凹曲线,质量损失速度不断减慢。到最大质量损失之后,样品的质量趋于稳定并随时问的增加呈缓慢线性增加趋势,但在各温度下样品的氧化质量增加的速率都基本相同。在相同氧化温度下,C_f/SiBCN复合材料的氧化质量损失速度较慢,说明C_f/SiBCN复合材料的抗氧化性能优于C_f/SiCN复合材料。