清华大学学报(自然科学版)

作者：黄晓青, 王鹏飞, 张松, 张辉

单位：1. 清华大学 工程物理系, 北京 100084;<br>2. 中国科学院 上海硅酸盐研究所, 上海 200050;<br>3. 清华大学 航空发动机研究所, 北京 100084

关键词：化学气相渗透,化学气相沉积,C/C复合材料,两步法

基金：国家重点研发计划项目(2020YFA0714500);国家自然科学基金资助项目(72174099);北京高校高精尖学科(安全科学与工程)建设项目(100361004)

纤维增强复合材料以耐高温、高比强度等优点在航空航天领域得到广泛应用,为有效提高多孔复合材料沉积过程的可控性与均匀性,该研究提出一种基于双温区-双通道结构的双工艺化学气相渗透/沉积(chemical vapor infiltration/deposition,CVI/CVD)系统。基于装备设计-建造-理论-制备-优化的一体化研究思路,对该系统制备碳纤维增强碳基复合材料(C/C复合材料)进行工艺设计与优化研究。通过建立流动、传热和物质传递反应模型,分析了温度、速度、浓度对致密化过程的影响,其中降低沉积温度能够提高厚度方向的沉积均匀性,通过改变空间温度梯度能够实现沉积位置的控制,初始速度、浓度的匹配能够提高致密化效率。利用双工艺CVI/CVD系统对多孔复合材料进行两步法沉积模拟,验证了C/C复合材料沉积样件均匀性控制与工艺优化的可行性。

来源：2023年第10期

《清华大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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