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陶瓷基復合材料的最新進展

陶瓷基復合材料(CMC)使用陶瓷纖維在陶瓷基體中實現高溫下的高性能結構,被廣泛應用于航空發動機結構中。CMC也越來越多地被用于核能和其他發電廠(例如燃氣輪機、太陽能、氫氣)以及工業中的熱過程。

微波輔助化學氣相滲透

陶瓷基復合材料的最新進展

歐洲CEM-WAVE項目希望藉由微波輔助化學氣相滲透(MW-CVI)工藝生產新型CMC(陶瓷基復合材料)部件,減少生產時間和成本。英國伯明翰大學將SiC/SiC部件的多個周期總計1,000小時減少到單個100小時的周期。CEM-WAVE使用Nextel 610纖維的長絲纏繞和磷酸鋁涂層和鋯基體生產管狀預成型件,該預成型件之后在Archer techniccoat Ltd.改進的設備中燒結。Fraunhofer ISC開發了涂層,以幫助大部分微波透明的氧化鋁纖維和基體吸收微波。

3D打印CMC
陶瓷基復合材料的最新進展

Fraunhofer IKTS開發了一種用于陶瓷的熔絲制造工藝(CerAM FFF),該工藝使用直徑為1.75毫米的均勻、高度填充的熱塑性長絲。它們由打印頭熔化和沉積,然后使用PIP進行致密化以形成CMC。該工藝提供了將陶瓷纖維集成到長絲中的可能性,從而實現了短到長纖維增強CMC的增材制造。各種陶瓷基體已經被證明可行,SiC/SiC組件正在開發中。

新型超高溫陶瓷基復合材料(UHTCMC)
陶瓷基復合材料的最新進展

CNR-ISTEC、空客、阿麗亞娜集團、Avio、DLR等合作開發的用于高超音速和空間應用的新型超高溫陶瓷基復合材料,采用短碳纖維和長碳纖維制備了亞尺度火箭噴嘴,并使用放電等離子燒結(SPS)進行了致密化和技術就緒水平(TRL)測試。用2.5D碳纖維預制體浸漬二氮化鋯-氧化鋁漿料制備TPS板,并使用射頻輔助化學氣相滲透進行轉化。

纏繞激光燒結CMC
陶瓷基復合材料的最新進展

Fraunhofer IKTS使用集成激光燒結系統的纏繞生產SiC/SiC部件。該工藝組合消除了在爐中進行后纏繞燒結的需要。然而,零件強度不足以用于工業應用。該團隊正在為后續項目尋求資金,以達到更高的技術就緒水平。

機器人噴涂短纖維氧化CMC
陶瓷基復合材料的最新進展

拜羅伊特大學正在研究使用短纖維(14-60毫米長)生產氧化CMC,該項目由德國研究基金會資助。目標開發出一個可以被技術人員靈活而直觀地操作的機器人系統。


此文由中國復合材料工業協會搜集整理編譯,文章不用于商業目的,僅供行業人士交流,引用請注明出處。


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