[发明专利]一种SiC纤维增强Ni合金基复合材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种SiC纤维增强Ni合金基复合材料及其制备方法，属于航空发动机用镍基合金复合材料技术领域。通过制作SiC先驱丝预制体、在粘结剂中添加适量钎焊料的方法，采用真空热压技术合成了SiC_f/Al₂O₃/Ni合金基复合材料。该复合材料纤维排布均匀，纤维与基体结合良好无孔洞,弹性模量等力学性能得到明显提高。本发明在制备过程中所涉及的添加剂(钎焊料)的使用，有效地降低了材料合成温度、抑制过度的界面反应，显著改善了纤维与基体的界面结合，对于SiC纤维增强Ni合金基复合材料的研究和实际应用具有重要意义。

主权项

1.一种SiC纤维增强Ni合金基复合材料的制备方法，其特征在于：该复合材料是由SiC纤维增强体均匀分布于Ni合金基基体中形成，增强体与基体合金之间通过Al₂O₃扩散阻挡层复合，所述Al₂O₃扩散阻挡层的厚度为1‑3μm；该复合材料的制备方法为：首先采用磁控溅射技术在SiC纤维上依次沉积Al₂O₃和Ni合金基薄膜，获得纤维先驱丝；然后采用真空热压技术合成SiC纤维增强Ni合金基复合材料；该方法具体包括如下步骤：(1)Al₂O₃薄膜制备：待真空室内真空度达到5×10^‑3Pa～1×10^‑2Pa时，通入氩气和氧气，氩气气压控制在0.2～0.5Pa之间，氧气气压控制在0.009～0.03Pa之间；然后开启靶材偏压，使气体发生辉光放电，在SiC纤维上沉积Al₂O₃薄膜；(2)Ni合金薄膜制备：靶材为Ni合金，待真空室内真空度达到5×10^‑3Pa～1×10^‑2Pa时，通入氩气，氩气气压控制在0.2～0.5Pa之间；然后开启靶材偏压使气体发生辉光放电，在沉积有Al₂O₃薄膜的SiC纤维上沉积Ni合金薄膜，获得纤维先驱丝；(3)采用真空热压技术制备SiC纤维增强Ni基复合材料，过程为：将步骤(2)所得纤维先驱丝相互平行且紧密排列，再采用粘结剂粘结为一体制成纤维预制体，所用粘结剂中添加占粘结剂重量5‑10％的镍基钎焊料BNi6，然后对纤维预制体进行真空热压：真空热压过程工艺参数为：真空度5×10^‑2Pa～8×10^‑3Pa，压强30‑80MPa，热压温度800～1000℃，保压时间1～2h；热压结束后，样品随炉冷却至室温，即获得所述SiC纤维增强Ni合金基复合材料‑。