郭春園 閆聯(lián)生 孟祥利 梁 燕

（西安航天復(fù)合材料研究所，西安 710025）

綜述·專稿

C/C-SiC復(fù)合材料制備技術(shù)及應(yīng)用現(xiàn)狀

郭春園 閆聯(lián)生 孟祥利 梁 燕

（西安航天復(fù)合材料研究所，西安 710025）

綜述了C/C-SiC復(fù)合材料的幾種典型制備方法，分析了各種制備方法的優(yōu)缺點(diǎn)。介紹了C/C-SiC復(fù)合材料作為高溫?zé)峤Y(jié)構(gòu)材料、摩擦材料和光學(xué)光機(jī)結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用情況，并展望了未來(lái)的研究方向。

C/C-SiC復(fù)合材料；制備方法；應(yīng)用

1 引言

C/C-SiC復(fù)合材料是一種雙元基體復(fù)合材料，其中增強(qiáng)體是碳纖維編制體，基體是C和SiC構(gòu)成的雙元基體，具有一系列優(yōu)異的綜合性能，如低密度、高比強(qiáng)、高比模、高熱導(dǎo)率、耐腐蝕、耐磨損、良好的抗氧化性能以及優(yōu)異的高溫力學(xué)性能和熱物理性能，不僅克服了C/C復(fù)合材料抗氧化性能差（在370℃開(kāi)始氧化，500℃以上迅速氧化）的缺點(diǎn)，也克服了SiC基體脆性大和碳纖維與SiC基體熱失陪產(chǎn)生殘余熱應(yīng)力的缺點(diǎn)，是一種能滿足高溫使用的新型高溫結(jié)構(gòu)材料和功能材料。目前C/C-SiC復(fù)合材料已成功應(yīng)用于航天飛行器的鼻錐和機(jī)翼前緣等熱防護(hù)系統(tǒng)、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室等熱結(jié)構(gòu)件、高性能汽車的剎車片以及太空反射鏡等方面[1]。本文綜述了C/C-SiC復(fù)合材料的幾種典型制備方法及應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行。

2 C/C-SiC復(fù)合材料的制備方法

C/C-SiC復(fù)合材料的制備方法主要有化學(xué)氣相滲透法（Chemical Vapor Infiltration,CVI）、先驅(qū)體浸漬-裂解法（Precursor Infiltration and Pyrolysis,PIP）、反應(yīng)熔體浸滲法（Reactive Melting Infiltration,RMI）。三種方法各有特點(diǎn)，且不同方法制備的C/C-SiC復(fù)合材料的性能表現(xiàn)也各不相同，如表1所示[2]。

表1 不同制備工藝得到的C/C-SiC復(fù)合材料的性能[2]

2.1 化學(xué)氣相滲透法(CVI)

CVI法制備C/C-SiC復(fù)合材料的主要過(guò)程是向增強(qiáng)體（碳纖維編制體）中交替沉積或共沉積C-SiC基體，其中C基體是通過(guò)甲烷（CH4）或丙烯（C3H6）等碳源得到，SiC基體是通過(guò)三氯甲基硅烷（MTS）或四氯硅烷（SiCl4）等SiC的氣源得到。C/C-SiC復(fù)合材料的抗氧化能力明顯高于同條件下的C/C復(fù)合材料，且與SiC基體含量有關(guān)，材料的起始氧化溫度隨著SiC基體含量的增加而升高[3]。同 C/SiC復(fù)合材料相比，C-SiC交替沉積得到的C/C-SiC復(fù)合材料的力學(xué)性能（包括拉伸強(qiáng)度、斷裂應(yīng)變、斷裂韌性、斷裂功）得到了很大提高，且C/C-SiC復(fù)合材料的強(qiáng)韌性與基體的多層結(jié)構(gòu)和PyC基體層的分布有關(guān)，纖維束外部較厚的PyC基體層使材料的抗彎強(qiáng)度大大下降，纖維束內(nèi)部較厚的PyC基體層更有利于提高C/C-SiC復(fù)合材料的強(qiáng)韌性[4，5]。

但 CVI技術(shù)沉積速率很低，尤其是在CVI工藝的沉積后期，致密C/C復(fù)合材料的速率更慢，存在制備周期長(zhǎng)，且很容易在制品表面形成結(jié)殼，造成制品內(nèi)部孔隙過(guò)大，沉積的SiC基體很少等不足。

2.2 先驅(qū)體浸漬-裂解法(PIP)

PIP法通常采用聚碳硅烷（PCS）有機(jī)先驅(qū)體作為浸漬劑滲入到未完全致密化的C/C坯體中，并在一定溫度條件下產(chǎn)生交聯(lián)固化反應(yīng)，然后在高溫和一定氣氛條件下通過(guò)裂解反應(yīng)得到SiC陶瓷基體，最后重復(fù)進(jìn)行浸漬-交聯(lián)固化-高溫裂解過(guò)程得到高致密C/C-SiC復(fù)合材料。

PIP技術(shù)具有工藝過(guò)程簡(jiǎn)單、制備溫度低和集體組成可設(shè)計(jì)性等優(yōu)點(diǎn)，但也存在一定的缺點(diǎn)，即陶瓷產(chǎn)率低、裂解收縮率大（制品易變形）、制備周期長(zhǎng)等。PIP技術(shù)制備C/C-SiC復(fù)合材料的影響因素主要在先驅(qū)體、浸漬工藝、裂解工藝等方面。通過(guò)對(duì)先驅(qū)體PCS進(jìn)行改性和添加活性填料來(lái)提高PCS的陶瓷產(chǎn)率，Interrante等人[6]制備的改性PCS（烯丙基氫化聚碳硅烷AHPCS）陶瓷產(chǎn)率達(dá)到了80%～85%。研究發(fā)現(xiàn)，在PCS先驅(qū)體中加入適量的B、Cr、W、Ti、Zr、Mo、TiH2等活性填料可提高PCS的陶瓷產(chǎn)率[7～9]。由Darcy定律可知浸漬阻力P正比于浸漬液粘度η和毛細(xì)管半徑平方r2之比（即）。浸漬液粘度隨著浸漬液濃度的升高先緩慢增加后快速增加，而且半徑r與預(yù)制體C/C復(fù)合材料密度存在一定的關(guān)系，西北工業(yè)大學(xué)杜紅娜等人[10]研究了浸漬液濃度和預(yù)制體C/C復(fù)合材料密度對(duì)PIP技術(shù)制備的C/C-SiC復(fù)合材料的密度和力學(xué)性能的影響，發(fā)現(xiàn)在浸漬液濃度為50%時(shí)，制品密度達(dá)到最佳值。由于浸漬劑通過(guò)加壓充分進(jìn)入材料內(nèi)部孔隙中，促進(jìn)裂解過(guò)程中的化學(xué)反應(yīng)，所以采用壓力浸漬工藝比常壓浸漬工藝的致密化效率高[11]。就裂解工藝方面的研究，張智、楊星等人[12，13]研究了升溫速率和不同高溫處理溫度對(duì)PIP-SiC技術(shù)制備的C/C-SiC復(fù)合材料性能的影響，在升溫速率較低時(shí)，材料彎曲強(qiáng)度較高，開(kāi)孔率較低；在1600℃高溫處理得到的材料斷面形貌有纖維撥出，斷裂韌性較好。

2.3 反應(yīng)熔體浸滲法(RMI)

RMI法制備C/C-SiC復(fù)合材料主要過(guò)程是在一定真空條件下，升溫到硅熔點(diǎn)（1410℃）以上，使熔融液態(tài)硅滲入到C/C預(yù)制體內(nèi)部孔隙中，并發(fā)生化學(xué)反應(yīng)（Si+C→SiC）得到SiC基體，該反應(yīng)吉布斯自用能為-55.7kJ/mol，在熱力學(xué)上是可行的。高溫條件有利于熔融硅浸潤(rùn)C(jī)/C預(yù)制體，且潤(rùn)濕角基本在0～20°之間，這是由于Si的表面張力隨著溫度的升高而呈直線下降。

熔融滲硅方法主要有兩種[14]，即埋粉法和涂覆法。埋粉法就是將C/C預(yù)制體埋入硅粉中，在一定條件下升溫到1410℃以上進(jìn)行熔融浸滲。該方法操作簡(jiǎn)單，周期短，成本低，但易產(chǎn)生副反應(yīng)，殘留Si與碳纖維發(fā)生反應(yīng)，從而損傷碳纖維強(qiáng)度，降低了材料的斷裂韌性，最終影響材料的綜合性能及應(yīng)用，因此一般不采用純Si進(jìn)行熔融浸滲，而采用Si合金消除殘余Si提高C/C-SiC復(fù)合材料制品的力學(xué)性能和抗氧化能力。涂覆法是采用某種溶劑將硅粉配制成漿料，然后將漿料涂刷在C/C復(fù)合材料預(yù)制體上，干燥后放入滲硅爐中，最后升溫到Si熔點(diǎn)（1410℃）以上進(jìn)行反應(yīng)熔滲。同埋粉法相比，涂覆法操作較為復(fù)雜，但避免了殘余硅對(duì)碳纖維的損傷。

影響熔滲過(guò)程的主要因素有C/C預(yù)制體孔隙的大小、形狀及開(kāi)閉孔類型，熔融液態(tài)硅的粘度，表面張力，熔滲壓力和溫度等。不論是彎曲孔隙還是直線孔隙，通孔總是比閉孔更有利于熔融硅的浸滲；由于孔隙內(nèi)存在一定的氣體，阻礙了熔融硅的浸滲，因此采用壓力熔滲，在孔隙內(nèi)外形成一定的壓力差，有利于熔融硅的浸滲；熔融硅的粘度和表面張力與溫度有關(guān)，但并不是溫度越高越好，多采用1550℃作為熔滲溫度；目前多采用真空熔滲而不是加壓熔滲，這是因?yàn)檎婵杖蹪B對(duì)設(shè)備要求低。

西北工業(yè)大學(xué)黃沛宇等人[15]研究了不同浸滲時(shí)間對(duì)RMI工藝制備的C/C-SiC復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的影響。中南大學(xué)王林山、熊翔等人[16，17]研究了滲硅溫度、高溫?zé)崽幚砗筒煌w碳對(duì)RMI制備C/C-SiC復(fù)合材料制備與力學(xué)性能的影響。

2.4 化學(xué)氣相反應(yīng)法（CVR）

化學(xué)氣相反應(yīng)法是在液相滲硅技術(shù)上發(fā)展起來(lái)的一種快速制備技術(shù)。該技術(shù)主要過(guò)程是先制備出低密度的C/C預(yù)制體，然后在高溫條件下發(fā)生氣相反應(yīng)（SiO2+Si→SiO；SiO+2C→SiC+CO）得到C/C-SiC復(fù)合材料。西安航天復(fù)合材料研究所李瑞珍等人[18，19]采用CVR法制備了C/C-SiC復(fù)合材料，研究了不同反應(yīng)溫度、不同增強(qiáng)體結(jié)構(gòu)和不同C/C坯體密度對(duì)C/C-SiC復(fù)合材料的微觀形貌和抗氧化性能的影響，結(jié)果表明，CVR溫度較高和C/C坯體初始密度在1.30～1.40g/cm3范圍內(nèi)時(shí)，C/C-SiC復(fù)合材料密度增加量最大，且與相同結(jié)構(gòu)C/C坯體相比表現(xiàn)出優(yōu)異的抗氧化性能。

2.5 其它

近年來(lái)，為了縮短C/C-SiC復(fù)合材料的制備周期、降低成本并且進(jìn)一步提高材料的性能，很多研究者結(jié)合各種制備工藝的優(yōu)點(diǎn)，采用兩種或兩種以上的混合工藝制備 C/C-S i C復(fù)合材料，目前多采用“CVI+PIP”、“CVI+RMI”和“PIP+RMI”等混合工藝。西安航天復(fù)合材料所在多年SiC陶瓷復(fù)合材料PIP技術(shù)和CVI技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，針對(duì)二者致密化特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)出了一種“CVI+PIP”混合工藝[20]，該工藝充分利用了CVI氣相反應(yīng)制備基體碳和PIP液相反應(yīng)制備基體SiC前期致密化速率快的特點(diǎn)，大幅度縮短了工藝周期，改善了單一工藝制備材料的不足，是一種高效快速制備連續(xù)碳纖維增強(qiáng)C-SiC雙元基體復(fù)合材料的方法，目前該工藝已成功應(yīng)用于液體沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室和噴管等熱結(jié)構(gòu)部件的制造。航天材料及工藝研究所趙彥偉等人[21]先分別采用CVI和PIP工藝產(chǎn)生基體碳得到多孔C/C預(yù)制體，然后采用無(wú)壓RMI工藝在1550℃下將熔融硅或硅合金（Si0.9Zr0.1）浸滲入多孔C/C預(yù)制體孔隙中得到高致密的C/C-SiC復(fù)合材料，系統(tǒng)研究了多孔C/C預(yù)制體中PIP-C和CVI-C對(duì)反應(yīng)熔滲硅或硅合金（Si0.9Zr0.1）的熔滲行為、反應(yīng)程度、物相成分和微觀組織的影響。

3 C/C-SiC復(fù)合材料的應(yīng)用

C/C-SiC復(fù)合材料結(jié)合了碳纖維和SiC陶瓷基體兩者所具有各自優(yōu)勢(shì)，即碳纖維優(yōu)異的力學(xué)性能和SiC陶瓷基體良好的熱穩(wěn)定性能，是一種能夠滿足高溫使用的新型高性能結(jié)構(gòu)-功能一體化材料。由于C/C-SiC復(fù)合材料具有優(yōu)異的高溫力學(xué)性能和抗氧化性能，在航空航天熱結(jié)構(gòu)材料和熱防護(hù)材料領(lǐng)域發(fā)展迅速；另外其良好的摩擦磨損性能和低熱膨脹系數(shù)等性能使其在摩擦材料和光學(xué)光機(jī)結(jié)構(gòu)材料領(lǐng)域得到成功應(yīng)用。

3.1 高溫?zé)峤Y(jié)構(gòu)及熱防護(hù)材料

C/C-SiC復(fù)合材料引入SiC基體取代C/C復(fù)合材料中的一部分碳基體，兩種基體相輔相成，既能保持材料力學(xué)性能基本不變，又能很大程度上改善材料的抗氧化性能，使其能夠在高過(guò)載、高熱流、強(qiáng)沖刷和燒蝕等極其嚴(yán)酷的服役環(huán)境中正常工作。目前該材料已成功應(yīng)用于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室和噴管等熱結(jié)構(gòu)件，航天飛機(jī)的鼻錐、機(jī)翼前緣和蓋板等熱防護(hù)系統(tǒng)（TPS）中。歐洲航天局（ESA）對(duì)C/C-SiC復(fù)合材料的熱結(jié)構(gòu)及熱防護(hù)材料進(jìn)行了廣泛的研究，并取得了一定的進(jìn)展。法國(guó)Snecma公司制造的C/C-SiC復(fù)合材料SEPCARBINOX已成功應(yīng)用于Ariane 4型火箭第三級(jí)HM7低溫發(fā)動(dòng)機(jī)的出口錐[22]，同以往的金屬出口錐相比，重量減少了70%，比沖提高了2s。德國(guó)航空航天中心（DLR）制造出了鼻錐、機(jī)翼前緣、熱防護(hù)蓋板及襟翼等CMC部件，并已在美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）制造的X-38飛行器得到了試驗(yàn)驗(yàn)證[23，24]，X-38飛行器的鼻錐帽（圖1）在再入大氣層時(shí)，要經(jīng)受高溫?zé)釕?yīng)力等苛刻環(huán)境條件，其表面溫度高達(dá)1750℃，實(shí)驗(yàn)證明，C/C-SiC復(fù)合材料在如此苛刻環(huán)境下能夠滿足其工作要求。在國(guó)內(nèi)，西安航天復(fù)合材料研究所研制的C/C-SiC復(fù)合材料已經(jīng)在某國(guó)家重點(diǎn)型號(hào)液壓沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室及噴管上得到了成功應(yīng)用（圖2）。

3.2 制動(dòng)材料

與傳統(tǒng)的金屬和半金屬制動(dòng)材料相比，C/C-SiC復(fù)合材料具有密度低、摩擦系數(shù)高、熱穩(wěn)定性好、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、工作壽命長(zhǎng)和成本適中等優(yōu)點(diǎn)[25～27]。通過(guò)引入SiC陶瓷基體，C/C-SiC復(fù)合材料比C/C復(fù)合材料具有較高的摩擦因數(shù)。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外研究C/C-SiC復(fù)合材料的摩擦磨損性能的報(bào)道較多，但大多都是在干態(tài)條件下的[27～29]。中南大學(xué)李專等人[30]采用CVI制備低密度C/C坯體，然后采用RMI技術(shù)制備SiC基體得到了C/C-SiC摩擦材料，研究其在濕態(tài)條件下的摩擦磨損性能，研究發(fā)現(xiàn)，C/C-SiC復(fù)合材料是一種親油性材料，在濕態(tài)條件下摩擦因數(shù)較高，具有低的磨損率，在工程機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用潛力，如作為摩擦材料應(yīng)用于工程車輛的濕式離合器上。德國(guó)DLR采用RMI工藝制備了C/C-SiC復(fù)合材料高性能航空剎車盤(pán)（圖3），研究了C/C-SiC摩擦材料的結(jié)構(gòu)、制備及摩擦性能[31～33]。

3.3 光學(xué)光機(jī)結(jié)構(gòu)材料

C/C-SiC復(fù)合材料作為光學(xué)光機(jī)結(jié)構(gòu)材料的研究歷史較短，目前美國(guó)、德國(guó)、法國(guó)、俄羅斯和日本等航天強(qiáng)國(guó)都在積極開(kāi)展C/C-SiC復(fù)合材料用于高能激光器和空間低溫反射鏡的研究[34～36]。由于C/C-SiC復(fù)合材料具有熱膨脹系數(shù)低的優(yōu)點(diǎn)，已成功應(yīng)用于激光望遠(yuǎn)鏡構(gòu)件等高精度測(cè)量?jī)x器（圖4）。衛(wèi)星反射鏡材料要求具有低密度、高比剛度、低熱膨脹系數(shù)、高導(dǎo)熱性、適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度和硬度以及可設(shè)計(jì)性等綜合性能，而傳統(tǒng)玻璃反射鏡和金屬反射鏡在加工大型輕質(zhì)反射鏡方面具有一定的局限性，C/C-SiC復(fù)合材料可滿足以上所要求的性能，且可制備出表面拋光較好的構(gòu)件，是一種理想的衛(wèi)星反射鏡材料。

4 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)30余年的探索和研究，C/C-SiC復(fù)合材料的制備技術(shù)和應(yīng)用研究已經(jīng)取得了一定的進(jìn)步，國(guó)內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)對(duì)C/C-SiC復(fù)合材料制備及性能的研究做了大量的工作，使其在航空航天領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但C/C-SiC復(fù)合材料的制備技術(shù)存在一定的缺陷，如制備周期長(zhǎng)、成本高，極大限制了其在民用領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展。因此，研究制備周期短、成本低的C/C-SiC復(fù)合材料新型制備工藝使其在民用領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，且對(duì)拓展材料的應(yīng)用范圍具有極其重要的意義，是未來(lái)C/C-SiC復(fù)合材料研究的重點(diǎn)。

1 Curry D M,Kowal J,Sawyer J W.Application of carbon-carbon and silicon carbide composites to reusable launch vehicles[D].AIAA Space Transportation Symposium,April 11-12,2002

2 王靜，曹英斌，劉榮軍，等.C/C-SiC復(fù)合材料的反應(yīng)燒結(jié)法制備及應(yīng)用進(jìn)展[J].材料導(dǎo)報(bào)， 2013，27(5)：2933

3 Deng Jingyi,Liu Wenchuan,Du Haifeng,et al.Oxidation behavior of C/C-SiC gradient matrix composites[J].材料科學(xué)技術(shù)（英文版），2001，17(5)：543～546

4 孟志新，成來(lái)飛，張立同，等.化學(xué)氣相浸滲2DCf/(SiC-C)復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)與強(qiáng)韌性[J].無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào)，2009，24(5)：939～942

5 韓秀峰，張立同，成來(lái)飛，等.基體改性對(duì)碳纖維增韌碳化硅復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能的影響[J].硅酸鹽學(xué)報(bào)，2006，34(7)：871～874

6 Interrante L V,Moraes K,Liu Q,et al.Silicon-based ceramics from polymer precursors[J].Pure and Applied Chemistry,2002,74(11):2111～2117

7 Seyferth D,Lang H,Sobon C A,et al.Chemical modification of preceramic polymers:Their reactions with transition metal complexes and transition metal powders[J].Journal of Inorganic and Organometallic Polymers,1992, 2(1):59～77

8 謝征芳，陳朝輝，肖加余.活性填料對(duì)聚碳硅烷裂解陶瓷性能的影響[J].硅酸鹽學(xué)報(bào)，2002，30(3)：382～386

9 余惠琴，陳長(zhǎng)樂(lè)，鄒武，等.C/C-SiC復(fù)合材料的制備與性能[J].宇航材料工藝，2001，31(2)：28～32

10 杜紅娜，杜紅亮，周萬(wàn)城，等.先驅(qū)體轉(zhuǎn)化法制備C/C-SiC復(fù)合材料研究[J].炭素技術(shù)，2006，25(6)：19～22

11 閆聯(lián)生，李賀軍， 崔紅，等.“CVI+壓力PIP”混合工藝制備低成本C/SiC復(fù)合材料[J].無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào)，2006，21(3)：664～670

12 張智，郝志彪，閆聯(lián)生.裂解升溫速率對(duì)C/C-SiC復(fù)合材料性能的影響研究[J].炭素技術(shù)，2008，27(4)：35～38

13 楊星，崔紅，閆聯(lián)生，等.高溫處理對(duì)PCS裂解SiC基體的微晶形態(tài)及C/C-SiC材料性能的影響[J].固體火箭技術(shù)，2012，35(1)：127～132

14 王其坤，胡海峰，鄭文偉，等.C/C-SiC復(fù)合材料熔融滲硅制備工藝[J].材料導(dǎo)報(bào)，2005，19(7)：93～96

15 黃沛宇，徐永東，范尚武，等.浸滲時(shí)間對(duì)C/C-SiC復(fù)合材料顯微結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的影響[J].固體火箭技術(shù)，2009，32(1)：103～108

16 王林山，熊翔，肖鵬，等.高溫?zé)崽幚韺?duì)C/C-SiC復(fù)合材料制備與力學(xué)性能的影響[J].新型炭材料，2005，20(3)：245～249

17 王林山.RMI法制備C/C-SiC復(fù)合材料及其性能的研究[D].長(zhǎng)沙：中南大學(xué)，2003

18 李瑞珍，馬拯，李賀軍，等.化學(xué)氣相反應(yīng)法在C/C復(fù)合材料抗氧化處理中的應(yīng)用[J].固體火箭技術(shù)，2004，27(3)：220～223

19 李瑞珍，郝志彪，李賀軍，等.CVR法抗氧化處理對(duì)炭/炭復(fù)合材料氧化行為的影響[J].復(fù)合材料學(xué)報(bào)，2005，22(5)：125～129

20 閆聯(lián)生，王濤，鄒武，等.碳/碳化硅復(fù)合材料快速成型工藝研究[J].宇航材料工藝，1999，29(3)：38～41

21 趙彥偉，孫文婷，李軍平，等.C/C-SiC復(fù)合材料的反應(yīng)熔滲法制備與微觀組織[C].先進(jìn)功能復(fù)合材料技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室暨中國(guó)航天第十三專業(yè)信息網(wǎng)2012年度學(xué)術(shù)交流會(huì).2012

22 Krenkel W.Ceramic matrix composites—fiber reinforced ceramics and their applications[M].Weinheim:WILEY-VCH Verlag GmbH&Co.KGaA, 2008

23 Damjanovi? T,Argirusis C,Borchardt G,et al.Oxidation protection of C/C–SiC composites by an electrophoretically deposited mullite precursor: Cyclic thermogravimetric analysis[J].Journal of the European Ceramic Society,2007,27(2):1299～1302

24 Weihs H,Gülhan A,Weihs H,et al.Qualification Approach for the CMC Nose Cap of X-38[C].IAF abstracts,34th COSPAR Scientific Assembly. IAF abstracts,34th COSPAR Scientific Assembly,2002:I-3-03IAF abstracts

25 Krenkel W,Heidenreich B,Renz R.C/C-SiC composites for advanced friction systems[J].Advanced Engineering Materials,2002,4(8):427～436

26 李專.C/C-SiC摩擦材料的制備、結(jié)構(gòu)和性能[D].長(zhǎng)沙：中南大學(xué)粉末冶金研究院，2010.95～103

27 Naslain R.Design,preparation and properties of non-oxide CMCs for application in engines and nuclear reactors:an overview[J].Composites Science and Technology,2004,64:155～170

28 范尚武，張立同，成來(lái)飛.三維針刺C/SiC剎車材料的熱物理性能[J].復(fù)合材料學(xué)報(bào)，2011，28(3)：56～62

29 田廣來(lái)，徐永東，范尚武，等.高性能C/SiC剎車材料及其優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].復(fù)合材料學(xué)報(bào)，2008，25(2)：101～108

30 李專，肖鵬，岳靜，等.C/C-SiC材料不同制動(dòng)速率下的濕式摩擦磨損性能[J].材料工程，2013(3)：71～76

31 Krenkel W,Heidenreich B,Renz R.C/C-SiC composites for advanced friction systems[J].Advanced Engineering Materials,2002,4(7):427～436

32 Krenkel W.Carbon fiber reinforced CMC for high-performance structures[J].International Journal of Applied Ceramic Technology,2005, 1(2):188～200

33 Krenkel W.Design of ceramic brake pads and disks[J].Ceramic Engineering&Science Proceedings,2002,23:319～330

34 劉韜，周一鳴，江月松.國(guó)外空間反射鏡材料及應(yīng)用分析[J].航天返回與遙感，2013，34(5)：90～99

35 張劍寒，張宇民，韓杰才，等.空間反射鏡材料性能的研究[J].材料導(dǎo)報(bào)，2006，20(2)：5～9

36 張德坷，曹英斌，劉榮軍，等.C/SiC復(fù)合材料空間光機(jī)結(jié)構(gòu)的研究進(jìn)展與展望[J].材料導(dǎo)報(bào)，2012，26(13)：7～11

Fabrication andApplication of C/C-SiC Composites

Guo Chunyuan Yan Liansheng Meng XiangliLiang Yan
(Xi’anAerospace Composites Research Institute,Xi’an 710025)

Several typical fabrication techniques of C/C-SiC composites were summarized in the paper.The advantage and disadvantage of various methods were analyzed.The application of C/C-SiC composites as thermal structure and thermal protection system (TPS)material,friction material and optical and opto-mechanical ultra-lightweight materials were investigated.Finally,the future of research direction of C/C-SiC composites was prospected.

C/C-SiC composites；fabrication；application

郭春園（1991-），碩士，材料科學(xué)與工程專業(yè)；研究方向：高溫材料及制造。

2016-12-16