SiC基功能梯度材料(FGM)要满足*等高技术领域在极限环境下特殊、多样的功能和性能需求,必须攻克“层间分层、不同层难以均匀致密化、CNTs在SiC基体中分散性和结合性差”三大技术瓶颈。
研发了一种仿树木年轮三维闭锁结构FGM新技术,创新的闭环层状结构突破了传统的平直层板结构,具防止内应力导致裂纹扩展、在受力过程保持结构完整、屏蔽环境干扰和侵蚀的突出优势;研发出独石纤维、麻花纤维、梯度纤维等多种自封闭梯度结构技术,闭锁结构使电磁屏蔽效率由35增至49dB。
创建了锁定浸渍目标的局部浸渍新技术,解决了烧结性能差异较大的两相组成的FGM不同层无法均匀致密化的技术瓶颈,采用定位浸渍技术使Ti3SiC2/SiC FGM的三点弯曲强度提升85.5%、断裂韧性提升21.6%、于1400℃氧化20h增重降低45%。
采用CNT纸预制体中SiC原位生成实现其在SiC中均匀分布。基于B4C中B原子置换碳材料中C原子形成有序碳六角层面理论,构建B4C化学改性碳界面,使B4C‒C桥接CNT与SiC,形成理想的CNT‒SiC界面结合,使纳米压痕断裂韧性由2.80增至9.96MPaꞏm1/2硬度由2.83增至8.58GPa。不同于酸化改性破坏CNT结构,B4C化学改性使碳晶体结构更完善。
项目获发明专利17项、SCI检索论文36篇。理论与技术创新成果在新材料研发中推广应用,已创造经济效益1055万元。