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BN是一种性能优异的陶瓷材料,具有耐高温、抗氧化、自润滑、低密度等优点,在热防护材料、摩擦磨损材料和透波材料等领域有广阔的应用前景。本文针对新型Cf/BN-Si C复合材料的制备及性能研究,探索了先驱体浸渍热解(PIP)结合气相渗硅(GSI)工艺的材料制备路线,研究了工艺条件、组成结构与材料力学性能、摩擦磨损性能和抗氧化性能之间的关系,并讨论了BN对材料性能的影响机制。在气相渗硅制备Cf/Si C复合材料的工艺基础上,采用PIP工艺引入BN基体制备Cf/BN-Si C复合材料,通过调节先驱体硼吖嗪溶液的浓度,实现了BN基体的可控制备。由于渗硅过程中BN与Si的不润湿,导致材料具有较大的孔隙率和较小的密度。研究了热解碳含量对Cf/BN-Si C力学性能的影响,在引入3个周期热解碳时,Cf/BN-C坯体的孔隙率接近临界孔隙率,制备的Cf/BN-Si C复合材料力学性能较好。引入3个周期热解碳制备的Cf/BN-Si C复合材料的力学性能随BN含量的增加而下降,BN含量分别为0%、1.6vol.%、6.6vol.%和11.8vol.%时材料的弯曲强度分别为126.1MPa、97.9 MPa、71.4MPa和52.4MPa,弹性模量分别为19.1GPa、17.6GPa、16.5GPa和12.7GPa。造成该现象的原因是:由于BN在纤维束与基体之间形成结合较弱的界面层,导致断裂过程中纤维以整束的形式拔出,降低了纤维的承载能力。研究了BN含量对Cf/Si C复合材料摩擦磨损性能的影响,与Cf/Si C复合材料对比,Cf/BN-Si C具有较小的质量磨损率,同时BN的引入能够调节复合材料的摩擦系数,随基体BN含量的增加,摩擦系数从0.70下降至0.56。由于六方氮化硼具有良好的自润滑性,其在摩擦过程中容易形成完整、连续的摩擦膜,减小了纤维的剪切磨损,降低了材料的摩擦系数和磨损率。研究了BN含量对Cf/BN-Si C复合材料抗氧化性能的影响,与Cf/Si C复合材料相比,BN有效提高了复合材料的抗氧化性能,BN含量11.8vol.%的Cf/BN-Si C在空气中低于800℃时几乎没有质量损失,1100℃时质量保留率为82.2%。由BN的抗氧化机制可知,其氧化产物B2O3具有良好的流动性和自愈合功能,可以在纤维表面形成一层致密的保护层,保护纤维免受氧化,同时封堵纤维氧化退缩形成的孔洞,防止氧气向材料内部扩散。