薛龙博，陈建军

(浙江理工大学 材料科学与工程学院，浙江 杭州 310018)

摘  要：C_f/SiC-B₄C复合材料作为一种兼具优异高温力学与抗氧化性能的热结构与热防护材料，在航空航天领域得到广泛应用。反应熔渗法(RMI)制备C_f/SiC-B₄C复合材料虽能实现快速致密化，但其高温熔渗过程不仅易对碳纤维造成损伤，还会在基体中引入大量残余硅，导致复合材料力学性能下降。针对上述不足，本研究通过化学气相沉积结合浸涂-原位氮化法，在碳纤维表面制备了PyC/BN双界面层，采用平板热压固化成型，结合前驱体浸渍裂解(PIP)与RMI的复合工艺，制备了不同成型压力的C_f/SiC-B₄C复合材料。通过X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、阿基米德排水法、万能试验机、扫描电子显微镜对C_f/SiC-B₄C复合材料的物相组成、性能和微观结构进行表征。结果表明：PyC/BN双界面层的引入不仅有效缓解了反应熔渗过程中熔融硅对碳纤维的侵蚀损伤，而且形成了良好的弱界面效应，使得复合材料在受力断裂时展现出明显的界面脱黏和纤维拔出现象。预制体的成型压力对孔隙结构和复合材料的力学性能影响显著，当成型压力为6 MPa时，经5次PIP循环后C_f/SiC-B₄C预制体的体积密度达到1.73 g·cm^–3，孔隙率降至12.9%，且复合材料在该压力下的力学性能达到最优，其抗弯强度与断裂韧性分别为234 MPa和7.5 MPa·m^1/2，相比成型压力为2 MPa的复合材料，分别提升了61.4%和74.4%。

关键词：C_f/SiC-B₄C复合材料；PyC/BN双界面层；PIP-RMI复合工艺；热压成型；成型压力；力学性能