喷口导流叶片、机翼前缘、涡轮叶片和涡轮壳SiC/SiC复合吸波材料

    SiC/SiC复合材料综合性能优异，在航空、航天、核能等领域具有广泛的应用前景。SiC/SiC复合材料是指在SiC陶瓷基体中引入SiC纤维作为增强相，进而形成以SiC纤维为增强相和分散相、以SiC陶瓷为基体相和连续相的复合材料。SiC/SiC复合材料的结构和组分特征决定了该类材料继承保留了碳化硅陶瓷材料耐高温、抗氧化、耐磨耗、耐腐蚀等优点，同时通过发挥SiC纤维增强增韧机理，克服了材料固有的韧性差和抗外部冲击载荷性能差的先天缺陷。SiC/SiC复合材料综合性能优异，在航空、航天、核能等领域具有广泛的应用前景，特别是在航空发动机燃烧室内衬、燃烧室筒、喷口导流叶片、机翼前缘、涡轮叶片和涡轮壳环等热端部位。

    SiC/SiC复合材料的制备工艺主要包括聚合物浸渍裂解工艺(PolymerInfiltrationandPyrolysis,PIP)、化学气相渗透工艺(ChemicalVaporInfiltration,CVI)、熔渗工艺(ReactiveMeltInfiltration,RMI)和浆料浸渍热压法（SlurryInfiltrationandHot-Pressingprocess，SIHP）等。

    PIP工艺是近些年来研究较多、发展迅速的陶瓷基复合材料制备工艺之一，将聚合物有机先驱体（溶液）浸渍至纤维预制体内部，进而高温裂解生成陶瓷基体，优点在于处理温度较低，近净成型，对于纤维的损伤较小。并且基体可设计性强，可在数次浸渍-裂解周期后得到易加工的中间产品，进行精细加工后再进行进一步致密化，适合制备形状复杂的大型构件。但陶瓷收率低、制造周期长、材料孔隙率高。

    CVI工艺主要通过气相先驱体高温裂解，在纤维表面沉积获得致密化复合材料，通过该法制备的材料纯度高、基体一般具有完整晶体结构，力学性能优异。得到的复合材料外形基本由预制体决定，能实现近净成型，制备形状复杂的部件；在同一沉积炉中，可依次进行界面相、基体以及构件表面涂层的沉积，制备变组分或变密度的复合材料，实现材料的优化设计。缺点在于沉积速率低、制造周期长、成本高、复合材料孔隙率高。

    RMI工艺更大的优点为能够通过一次成型制备致密且基本无缺陷的基体，而且预成型件与构件之间结构尺寸变化较小，被认为是快速、低成本制备近净成型复杂形状构件的有效途径。但该工艺的主要问题在于：熔渗过程温度较高，对纤维损伤较大；在熔融浸渗过程中，金属与氧气等反应形成致密氧化物膜，阻碍金属进一步反应而在材料内部形成残留，可能会影响复合材料的高温稳定性。

    各国对陶瓷基复合材料工艺都进行了详细的研究，其中日本拥有聚碳硅烷（PCS）和连续SiC纤维制备技术，主要开展PIP工艺制备纤维增强SiC复合材料的研究,特别是在SiCf/SiC复合材料制备上具有较高的研究水平；法国以CVI技术为主，且技术水平属国际领先；德国以RMI和PIP技术为主,特别是RMI技术世界领先；美国对PIP、CVI和RMI工艺均有研究，且均有较高的研究水平，特别是RMI工艺，已经成为GE公司陶瓷基复合材料制备的主流工艺。

    国内碳化硅基复合材料制备以CVI、PIP、RMI技术为主，SiC/SiC复合材料加工工艺包括传统机械加工、超声波技术、激光加工技术、高压水射流技术和电火花加工技术等。SiC/SiC复合材料硬度高，材料由基体、纤维等多部分构成，具有明显的各向异性，加之复合材料的表面形貌、尺寸精度和位置精度等对构件的安全性、可靠性和使用寿命等都有重要影响，一般采用传统机械加工技术和特种加工技术相结合的方式实现材料的准确加工。日本在陶瓷基复合材料铣削、切削、磨削、钻削等传统加工领域方面优势明显，美国、德国、英国、俄罗斯等国家在超声波加工、电火花加工、高压水射流加工以及激光加工等领域进行了深入研究。