【环氧板】工艺的基础

                           【环氧板】工艺的基础

由于环氧板中沉积反应与气体输送存在内在的竞争.沉积速率相对重的密度梯度，影响材料性能,而过慢则使致密化所需时间过长。因此各种环氧板 :工艺都在保证致密化均匀性的同时,尽快提高沉积速率。

目前已发展了多种环氧板材料CV1致密化工艺。最为传统、也是目前应用最为广泛的是等温环氧板工艺(ICVD)。它具有设备简单、适用面广等优点，且对复杂形状制件可处理性强，并可实现多制品同时渗透。但I环氧板工艺存在气体扩散传输与预制体诊透性方面的限制，为保证制件的密度均匀性,只能通过低温、低气体浓度来增进渗透作用，这导致致密化周期很长(500~600 h甚至上千小时)，制件成本较高。

为提高气态先驱体的传输效率、增大基体的沉积速率、缩短C/C复合材料的致密化周期、提高制件密度的均匀性,多年来,各国研究人员对I环氧板工艺进行了多方面改进。从控制气体传输模式与预制体温度特征两方面出发，主要发展了四种环氧板工艺，即等温压力梯度环氧板、热梯度CV1、脉冲环氧板及热梯度强制流动环氧板(F环氧板。这些方法在第13章陶瓷基复合材料的环氧板制备工艺中已做具体表述，在此不再赘述。

在常用环氧板工艺的基础上，通过等离子体、电磁场等辅助手段加强CV1过程，发展了些新型环氧板工艺,其中比较成熟的有以下几种:

(1)等离子体增强等温(或热梯度)低压环氧板。等离子体增强等温(或热梯度)低压CV1过程如图14-13所示,反应室通人CH或CH/H2混合气体，预制体位于两极之间的放电区域中，被激活的中间先驱体产物持续时间约1 s,自由基持续0.1~10 ms,类似于常规环氧板中的气体驻留时间。预制体内通人电流而得以加热，沉积温度可从通常的1100C降至850C,沉积速率可提高4~10倍,材料密度可达到1.65g/cm3,其微观组织结构为光滑层热解碳基体。该技术与I环氧板相比，可在同样的沉积速率下降低制备温度，从而降低能耗,但沉积20h需中断工艺清理反应室，且总的制备时间相对来说仍较长，制件内存在密度梯度,外表面密度高,芯部密度较低。

(2)限域变温压差环氧板(LT环氧板。限域变温压差环氧板工艺是西北工业大学开发的一-种新的C/C复合材料快速致密化专利技术。该工艺以F环氧板工艺为基础,综合了热梯度环氧板和等温压力梯度环氧板的优点，同时加入了致密化进程控制手段。随致密化的进行，通过限域加热控制，使预制体内不同位置的受热环境发生改变，有效控制沉积区域的温度,达到对整个致密化进程控制的目的，有利于在整个预制体内获得较为彻底的致密化效果。该工艺中气体首先在预制体上表面沉积,再调节工艺参数，使沉积表面逐渐向下移动，实现预制体自上而下的逐是政责化(见用414),最终制得的crC复合材料具有比较均匀的密度。采用该工艺可在上内制备出厚度为10 m密度在1.7 8/om以上的C/C复合材料制件(且具有较好的密

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