连续纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料低成本制备工艺研究进展

商剑钊, 吴小飞, 曹晔洁, 吕云蕾, 李精鑫, 王晶, 董宁, 刘永胜

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材料工程 ›› 2025, Vol. 53 ›› Issue (1) : 15-27. DOI: 10.11868/j.issn.1001-4381.2024.000520
综述

连续纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料低成本制备工艺研究进展

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Research progress in low-cost preparation process of continuous fiber-reinforced silicon carbide ceramic matrix composites

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摘要

连续纤维增强陶瓷基复合材料具有低密度、高强度、耐高温等优异性能，已被广泛应用于航空航天、国防军工和新兴民用等领域，但连续纤维增强陶瓷基复合材料制备工艺大多存在成本较高、周期过长等问题，限制其应用和推广，发展低成本制备工艺是推动连续纤维增强陶瓷基复合材料广泛应用的关键。本文简要介绍了连续纤维增强陶瓷基复合材料制备工艺现状，总结了反应熔渗、纳米浆料浸渗瞬时共晶、浆料浸渗结合热压等低成本工艺的研究现状，围绕制备工艺优化、复合材料微观结构和性能等方面进行综述，提出了低成本制备工艺的未来研究方向，如熔盐法制备超高温陶瓷界面和反应诱导相分离制备具有孔隙结构均匀的多孔基体，可显著提升连续纤维增强陶瓷基复合材料的综合性能。

Abstract

Continuous fiber-reinforced ceramic matrix composites have been widely used in aerospace， defense industry， emerging civilian，and other fields due to their excellent properties such as low density， high strength and high temperature resistance. However， most of the preparation processes of continuous fiber-reinforced ceramic matrix composites have problems such as high cost and long cycles， which limit the application and promotion of ceramic matrix composites. The development of a low-cost preparation process is the key to promoting the wide application of continuous fiber-reinforced ceramic matrix composites. In this paper， the preparation process of continuous fiber-reinforced ceramic matrix composites is briefly introduced， and the research status of low-cost processes such as reactive melt infiltration， nano infiltration and transient eutectoid， and slurry infiltration and hot pressing is summarized. The optimization of preparation process， microstructure and properties of composites is reviewed， and the future research direction of the low-cost preparation process is proposed， such as the preparation of ultra-high temperature ceramic interface by molten salt method and the preparation of porous matrix with uniform pore structure by reaction-induced phase separation， which can significantly improve the comprehensive properties of continuous fiber-reinforced ceramic matrix composites.

关键词

连续纤维增强陶瓷基复合材料 / 制备工艺 / 低成本 / 反应熔渗 / 纳米浆料浸渗瞬时共晶

Key words

continuous fiber-reinforced ceramic matrix composites / preparation process / low-cost / reactive melt infiltration / nano infiltration and transient eutectoid

中图分类号

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商剑钊 , 吴小飞 , 曹晔洁 , 等. 连续纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料低成本制备工艺研究进展. 材料工程. 2025, 53(1): 15-27 https://doi.org/10.11868/j.issn.1001-4381.2024.000520
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国家自然科学基金项目(92060202)

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