【正文】 有耐高溫、抗熱震、高強(qiáng)度（甚至在高溫下）、高韌性、高硬度、高耐磨性、高化學(xué)穩(wěn)定性、高設(shè)計(jì)容限、高導(dǎo)熱性、低密度和低熱膨脹系數(shù)等一系列優(yōu)異性能。它可以滿足1650℃以下長(zhǎng)壽命、2000℃以下有限壽命、2800℃以下瞬時(shí)壽命的使用要求，不僅在高推重比航空發(fā)動(dòng)機(jī)，衛(wèi)星姿控發(fā)動(dòng)機(jī)、超高聲速?zèng)_壓發(fā)動(dòng)機(jī)、空天往返防熱系統(tǒng)、巡航導(dǎo)彈發(fā)動(dòng)機(jī)、液體和固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)等武器裝備領(lǐng)域具有廣闊的推廣應(yīng)用前景，在渦輪燃?xì)怆娬竞秃四芊磻?yīng)堆等民用領(lǐng)域的市場(chǎng)潛力更大。 C/SiC復(fù)合材料的應(yīng)用 目前為止，C/SiC已經(jīng)成為研究最多的編制體陶瓷基復(fù)合材料。歐洲動(dòng)力協(xié)會(huì)（SEP）、法國(guó)Bordeaux大學(xué)、德國(guó)Karslure大學(xué)、美國(guó)橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室早在20世紀(jì)七十年代便率先開展了研究C/SiC復(fù)合材料的工作[79]。由SEP研制的C/SiC復(fù)合材料的主要性能為[7,10]：彎曲強(qiáng)度：400Mpa、彈性模量：80Gpa、斷裂應(yīng)變：%（350MPa）斷裂韌性：25MPam1/斷裂功：10000Jm2。在國(guó)外，C/SiC已成功地用于噴管和喉襯材料，用作高推比航空發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件的應(yīng)用研究也已通過(guò)試飛考核。用C/SiC復(fù)合材料作成的噴瓣及尾氣調(diào)節(jié)片已經(jīng)用于幻影2000戰(zhàn)斗機(jī)的M55發(fā)動(dòng)機(jī)和狂風(fēng)戰(zhàn)斗機(jī)的M88航空發(fā)動(dòng)機(jī)上，法國(guó)“海爾梅斯”號(hào)航天飛機(jī)的鼻錐帽等也采用了這種材料。由德國(guó)IABG公司生產(chǎn)的C/SiC復(fù)合材料已經(jīng)應(yīng)用在光學(xué)領(lǐng)域（鏡子和反射鏡）、燃燒室、熱交換機(jī)、高性能車輛剎車盤、化學(xué)工業(yè)和國(guó)防領(lǐng)域。 C/SiC復(fù)合材料的主要制備方法 C/SiC復(fù)合材料可以通過(guò)液相或氣相途徑來(lái)制備。為了不損傷纖維并且降低成本，希望有一個(gè)低溫、無(wú)壓和近尺寸的制備工藝。選擇制備工藝時(shí)還得考慮所制備部件的尺寸、形狀和數(shù)量。C/SiC復(fù)合材料常用的制備方法有：熱壓燒結(jié)法（HPS）、先驅(qū)體轉(zhuǎn)化法（PIP）和反應(yīng)熔體滲透法（RMI）、化學(xué)氣相滲透法（CVI）?；瘜W(xué)氣相滲透法（Chemical Vapor Infiltration，簡(jiǎn)稱CVI）是目前已得到使用并商品化的生產(chǎn)方法，本實(shí)驗(yàn)所用的試樣是通過(guò)CVI法來(lái)制備的。它是在CVD（Chemical Vapor Deposition）基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的制備技術(shù)。這種技術(shù)是將纖維預(yù)制體置于密閉的反應(yīng)室內(nèi)，通入反應(yīng)氣體，在高溫下，氣體滲入預(yù)制體內(nèi)部發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，沉積出陶瓷基體。在CVI過(guò)程中，預(yù)制體中反應(yīng)氣體和氣體產(chǎn)物的傳輸主要通過(guò)擴(kuò)散來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了進(jìn)行深化沉積，CVI過(guò)程在低溫（8001100℃）和低壓（幾KPa10KPa）下進(jìn)行，以降低反應(yīng)速度并提高氣體分子在多孔預(yù)制體中的平均自由程。CVI法的主要優(yōu)點(diǎn)是：1 能在低壓低溫下進(jìn)行基體的制備，材料的內(nèi)部殘余應(yīng)力小，纖維受損??；2 能制備硅化物、碳化物、硼化物、氮化物和氧化物等多種陶瓷材料，并可實(shí)現(xiàn)微觀尺度上的成分設(shè)計(jì)；3 能制備形狀復(fù)雜和纖維體積分?jǐn)?shù)高的近尺寸部件；4 在同一CVI反應(yīng)室中，可依次進(jìn)行纖維/基體界面、中間相、基體以及部件外表面的沉積。但是，CVI法存在以下缺點(diǎn)：1 SiC基體的致密化速度低，生成周期長(zhǎng)（100h以上）制造成本高；2 SiC基體的晶粒尺寸極其微?。▇10nm），復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性低；3 復(fù)合材料不可避免地存在1015%的孔隙，以作為大分子 量沉積副產(chǎn)物的逸出通道，從而影響了復(fù)合材料的力學(xué)性能和抗氧化性能；4 預(yù)制體的孔隙入口附近氣體濃度高，沉積速度大于內(nèi)部沉積速度，易導(dǎo)致入口處封閉（即“瓶頸效應(yīng)”）而產(chǎn)生密度梯度；5 制備過(guò)程中產(chǎn)生強(qiáng)烈的腐蝕性產(chǎn)物。 C/SiC復(fù)合材料的連接 人們研究材料的目的是使之能夠應(yīng)用于實(shí)際的工程中，正因?yàn)槿绱耍谘芯窟^(guò)程中就應(yīng)該充分考慮實(shí)際應(yīng)用中的情況以及材料的成本問(wèn)題。在實(shí)際應(yīng)用中的零部件的形狀及尺寸都十分復(fù)雜，而復(fù)合材料制備工藝的復(fù)雜性以及較高的制造成本使得研究復(fù)合材料的低成本制造就變得迫不及待。 在實(shí)際生產(chǎn)中，連接是材料制造成零部件和結(jié)構(gòu)時(shí)的一種必不可少的重要加工手段。采用連接技術(shù)可以制造形狀和尺寸非常復(fù)雜的零部件，而且其生產(chǎn)成本也相對(duì)較低。因此在復(fù)合材料的應(yīng)用中也必然會(huì)遇到連接問(wèn)題。但由于復(fù)合材料的特殊性能是綜合利用了各有關(guān)學(xué)科中的最新成就，通過(guò)高技術(shù)獲得的，因此其連接性通常較差。對(duì)于C/SiC來(lái)說(shuō)，連接是其走向工程應(yīng)用需要解決的關(guān)鍵課題之一。一方面，C/SiC復(fù)雜精密構(gòu)件的低成本制造需要實(shí)現(xiàn)C/SiC之間的連接；另一方面，與金屬結(jié)構(gòu)材料的相容需要實(shí)現(xiàn)C/SiC與金屬之間的連接。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于陶瓷材料的連接方法已經(jīng)有了相當(dāng)廣泛的研究，但有關(guān)纖維增韌陶瓷基復(fù)合材料的連接方法研究很少，碳纖維增韌碳化硅基復(fù)合材料的連接研究仍處于起步階段。國(guó)內(nèi)外對(duì)于C/SiC復(fù)合材料的連接的報(bào)道相當(dāng)少。由于工藝的限制以及檢查、拆裝、維護(hù)的需要，復(fù)合材料各零部件間也要通過(guò)連接而成為一個(gè)整體。纖維增韌陶瓷基復(fù)合材料由于編織工藝，大型精密復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的制造要么十分困難，要么十分昂貴，實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料之間的連接是解決大型復(fù)雜精密結(jié)構(gòu)件的關(guān)鍵。另一方面，對(duì)于材料來(lái)說(shuō)用得最為普遍的是金屬合金系列的材料，要使纖維增韌陶瓷基復(fù)合材料得到廣泛的應(yīng)用，也必須要解決復(fù)合材料與金屬合金系列的相容，即要實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料與金屬合金的連接。因此，連接是C/SiC復(fù)合材料作為一種新型材料得到更廣泛應(yīng)用而急待解決的關(guān)鍵問(wèn)題目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于陶瓷材料的連接方法已經(jīng)有了相當(dāng)廣泛的研究，但有關(guān)纖維增韌陶瓷基復(fù)合材料（Fiber reinforced ceramic matrix posite，簡(jiǎn)稱FRCMC）的連接方法研究不多，碳纖維增韌碳化硅基復(fù)合材料的連接研究仍處于起步階段[2028]。復(fù)合材料的連接方法主要為粘接、機(jī)械連接和焊接。 粘接粘接是一種很重要的連接技術(shù),在絕大多數(shù)工業(yè)領(lǐng)域都有應(yīng)用,它采用有機(jī)和無(wú)機(jī)粘合劑將構(gòu)件連接在一起。粘接是一種傳統(tǒng)的連接復(fù)合材料的方法。目前較為成熟的高溫粘接方法大致可以分為反應(yīng)滲硅法和聚合物熱解法兩種。ARCJoinT（Affordable Robust Ceramic Joining Technology）屬于反應(yīng)滲硅法的一種，連接時(shí)把一些碳質(zhì)混合物放置到接點(diǎn)區(qū)域，在100~120℃溫度范圍內(nèi)處理10~20分鐘，然后把純硅粉以漿料的形式涂于連接區(qū)域周圍，加熱到1425℃保溫5~10分鐘，液態(tài)硅通過(guò)毛細(xì)作用滲入連接區(qū)域與碳發(fā)生反應(yīng)形成SiC。聚合物熱解法是通過(guò)應(yīng)用一種聚合物作為陶瓷先驅(qū)體與一些溶劑或陶瓷顆粒等混合，作為中間層置于復(fù)合材料待連接面間，加熱到一定溫度使聚合物發(fā)生熱解生成陶瓷，生成的陶瓷確保了接頭與陶瓷基復(fù)合材料的相容性，而且熱解溫度一般較低。這些方法連接工藝復(fù)雜，而且使用溫度低。由于粘接是一種脆性連接，可靠性低，嚴(yán)重削弱了陶瓷基復(fù)合材料的高韌性和高可靠性的優(yōu)勢(shì)。熱膨脹失配在連接界面上產(chǎn)生界面應(yīng)力和缺陷，因而連接面積越大，粘接強(qiáng)度和可靠性越低，而且工藝難度越大。因此，粘接不適合大面積連接。綜上所述，粘接存在如下致命弱點(diǎn)：脆性連接降低連接件的可靠性；不適合大型復(fù)雜薄壁件的連接。 機(jī)械連接機(jī)械連接是指用機(jī)械緊固件對(duì)材料進(jìn)行連接。它包括螺栓連接、鉚接等等。機(jī)械連接由于具有可靠性高、便于重復(fù)拆裝、并對(duì)環(huán)境和疲勞影響不敏感等特點(diǎn)，而成為一種最常用的方式，如F16垂尾、F18機(jī)翼、AV8B機(jī)翼和前機(jī)身、B1水平安定面等的復(fù)合材料構(gòu)件，均采用了以機(jī)械連接為主的連接方式，其中AV8機(jī)翼上有3000個(gè)緊固件，前機(jī)身有2450個(gè)緊固件用于復(fù)合材料的連接。螺栓連接可用來(lái)連接同種材料以形成復(fù)合構(gòu)件，也可以用來(lái)連接不同種材料構(gòu)件形成大結(jié)構(gòu)構(gòu)件。大多數(shù)工程應(yīng)用上所用的螺栓都是鋼質(zhì)的，也有用鋁合金、鈦或纖維增強(qiáng)復(fù)合材料作為螺栓的。螺栓連接有一些設(shè)計(jì)參數(shù)：幾何形狀；孔洞直