陶瓷基复合材料的最新进展

陶瓷基复合材料（CMC）使用陶瓷纤维在陶瓷基体中实现高温下的高性能结构，被广泛应用于航空发动机结构中。CMC也越来越多地被用于核能和其他发电厂(例如燃气轮机、太阳能、氢气)以及工业中的热过程。

微波辅助化学气相渗透

欧洲CEM-WAVE项目希望藉由微波辅助化学气相渗透（MW-CVI）工艺生产新型CMC（陶瓷基复合材料）部件，减少生产时间和成本。英国伯明翰大学将SiC/SiC部件的多个周期总计1,000小时减少到单个100小时的周期。CEM-WAVE使用Nextel 610纤维的长丝缠绕和磷酸铝涂层和锆基体生产管状预成型件，该预成型件之后在Archer techniccoat Ltd.改进的设备中烧结。Fraunhofer ISC开发了涂层，以帮助大部分微波透明的氧化铝纤维和基体吸收微波。

Fraunhofer IKTS开发了一种用于陶瓷的熔丝制造工艺（CerAM FFF），该工艺使用直径为1.75毫米的均匀、高度填充的热塑性长丝。它们由打印头熔化和沉积，然后使用PIP进行致密化以形成CMC。该工艺提供了将陶瓷纤维集成到长丝中的可能性，从而实现了短到长纤维增强CMC的增材制造。各种陶瓷基体已经被证明可行，SiC/SiC组件正在开发中。

CNR-ISTEC、空客、阿丽亚娜集团、Avio、DLR等合作开发的用于高超音速和空间应用的新型超高温陶瓷基复合材料，采用短碳纤维和长碳纤维制备了亚尺度火箭喷嘴，并使用放电等离子烧结（SPS）进行了致密化和技术就绪水平（TRL）测试。用2.5D碳纤维预制体浸渍二氮化锆-氧化铝浆料制备TPS板，并使用射频辅助化学气相渗透进行转化。

Fraunhofer IKTS使用集成激光烧结系统的缠绕生产SiC/SiC部件。该工艺组合消除了在炉中进行后缠绕烧结的需要。然而，零件强度不足以用于工业应用。该团队正在为后续项目寻求资金，以达到更高的技术就绪水平。

拜罗伊特大学正在研究使用短纤维(14-60毫米长)生产氧化CMC，该项目由德国研究基金会资助。目标开发出一个可以被技术人员灵活而直观地操作的机器人系统。

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