氯硅烷MTS。MTS的纯度约为94。使碳化硅基体沉积在碳纤维预制件上。
212PCCVD的原理
在传统的CVD工艺中反应气体是通过载气或许参加也可能不参加反应携带到加热的预制件上在预制件的表面气体反应形成固体沉积物而反应生成的·91·
碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料的研究
f气体由载气带出沉积系统。在沉积过程中整个预制件里外同时沉积由于预制件的外部比内部有更多的机会接触反应气体而迅速达到完全沉积。结果通向预制件内部的入口被封闭5使得反应物从反应气体到预制件内部纤维表面的物质交换和生成物从纤维表面到主气流的物质交换变得非常困难。最后从复合材料的表面上看得到了完全的沉积但其内部存有较多的气孔。另一方面由于复合材料的表面是不受限制的沉积所以复合材料的外形达不到所规定的尺寸要求。
PCCVD通过控制试样的加热位置控制反应气体
通道位置从而达到控制沉积位置的三位控沉积法。
PCCVD不是在整个试样上同时沉积而是在一个不断
移动的截面上沉积沉积部分的交界面称为沉积界面。的一端移到另一端时程中的全部是开口沉积。试验中最高可达其理论密度的96。图1为PCCVD
f的工艺简图。图1PCCVD的工艺简图
Fig11TheschematicofPCCVDtech
ique1模子中的温度分布2温度分布3温度峰4完全沉积部分5未沉积部分6模子和预制件7沉积界面的移动方向8气体试剂的流动方向9模子的移动方向10沉积界面上主气流的流动方向11沉积界面
PCCVD技术很复杂由于整个过程中发生着物理和化学变化及相互作用使用PCCVD制造的复合材料其性能受很多因素的影响如碳纤维的类型、模子和预制件的设计及MTS的纯度等但最重要的先决条件包括
f1靠近沉积界面有一陡的温度梯度并且该温度
峰值等于沉积温度
2沉积界面上温度梯度的方向基本与主气流的
流动方向垂直。在放试样的模具内部与外部应产生一定的压力差迫使反应气流经沉积界面后流出
3沉积界面以一定的速度在沿温度梯度方向移
动并且移动速度必须与预制件中碳化硅的沉积速度相匹配
4将反应气体引入模子通过沉积界面迫使其在
沉积界面上进行反应然后由泵将反应后的气体从模子中抽出。
213模具
模具的设计是PCCVD中重的一环。本实验采用石墨模具。气体全部流经试样2的反应室示于图2。
反应r