张战胜，张鹏飞，王  标
(河南科技大学 材料科学与工程学院，河南 洛阳 471000)

摘  要：在制备C_sf/SiC-BN-ZrC-ZrB₂多相陶瓷基复合材料时，如何有效促进其烧结致密化过程，同时减少对碳纤维的损伤一直是该复合材料工程应用中面临的一大难题。通过在原料中添加B₄C-Cg、Al₂O3-Y₂O3、酚醛树脂等烧结助剂，采用热压工艺制备了C_sf/SiC-BN-ZrC-ZrB₂复合材料。采用XRD、SEM、EDS、力学性能测试等方法详细研究了烧结助剂类型及含量对复合材料微观组织、力学性能、碳纤维结构等的影响规律。结果表明，添加B₄C-Cg (2 wt.%)能够在一定程度上缓解碳纤维受到的损伤，复合材料的断裂韧度达7.39 MPa·m^1/2，且呈现非脆性断裂模式。当B₄C-Cg的含量为4 wt.%时，过量的烧结助剂无助于复合材料力学性能的继续提高，也无法更加有效地避免碳纤维受到的侵蚀损伤。添加酚醛树脂加大了碳纤维与陶瓷基体之间分散的难度，纤维出现严重的团聚、架桥等现象，致使复合材料力学性能下降。添加Al₂O₃-Y₂O₃能显著提高复合材料的弯曲强度(σbb=147.45MPa)，但生成的YAG相对碳纤维侵蚀严重，纤维的拔出长度较短且表面粗糙，复合材料的断裂韧度为6.94 MPa·m^1/2。添加B₄C-Cg 可以适当消除陶瓷粉体表面的氧化膜和杂质，促进原子扩散和复合材料致密化，同时能够在一定程度上减轻碳纤维受到的反应侵蚀损伤现象。
关键词：陶瓷基复合材料；纤维损伤；烧结助剂；力学性能；界面反应