SiCf/TC17复合材料制备方法对界面反应层生长动力学的影响

TB333; 连续SiC纤维增强钛基复合材料(SiCf/Ti复合材料)具有良好的比强度和综合力学性能,是新一代装备研制备受关注的轻质高温结构材料.SiCf/Ti复合材料可采用箔压法(FFF)和基体涂层法(MCF)进行制备,为对比两种工艺方法对其界面反应生长的影响,采用 FFF和 MCF分别制备 SiCf/TC17复合材料.对两种工艺制备的SiCf/TC17复合材料在高温下(800～900℃)进行热暴露处理,通过扫描电镜对其微观结构及界面反应层厚度进行分析,获得界面反应层在高温下的生长速率,并进一步获得不同制备工艺状态下材料的界面反应动力学参数.结果表明:相同温度下MCF法制备的SiCf/TC17复合材料界面反应速率大于FFF法制备的复合材料,前者的反应速率因子k0 为 4.942×10-3 m/s1/2,反应激活能Q为 276.3 kJ/mol,后者的界面反应速率因子k0 为 8.149×10-3 m/s1/2,反应激活能Q为 291.7 kJ/mol.这是由于MCF法制备的钛合金基体具有更微小的相组织,具有较小的反应激活能,在高温下具有更高的元素扩散速率.