C/C复合材料表面SiC纳米线制备及生长机制研究

强新发; 董茂恒; 陈翔宇; 张程智; 邹红飞; 查时龙

doi:10.13960/j.issn.1672-2558.2025.04.005

南京工程学院学报（自然科学版） ›› 2025, Vol. 23 ›› Issue (4) : 29 -35. DOI: 10.13960/j.issn.1672-2558.2025.04.005

C/C复合材料表面SiC纳米线制备及生长机制研究

强新发, 董茂恒, 陈翔宇, 张程智, 邹红飞, 查时龙

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摘要

针对C/C复合材料的高温氧化问题,通常采用硅基陶瓷涂层来提高其抗氧化性能,但该涂层脆性较高、与基体间存在热膨胀系数失配、易在热应力作用下产生裂纹是目前面临的关键技术难题.本研究采用化学气相反应法（CVR）在C/C复合材料表面原位合成SiC纳米线,将其作为增强相以改善涂层韧性.通过对以SiO₂、Si和C为反应源、Ni为催化剂的反应体系进行研究,探讨了不同原料配比对合成SiC纳米线形貌、结构与生长特性的影响规律.研究结果表明,当粉料配比为SiO₂:Si:C=1:1:6时,能够合成直径介于30～80nm、长度达数十微米且结晶性良好的SiC纳米线.该纳米线的生长遵循气液固机制,其顶端存在的Ni催化剂颗粒及表面覆盖的非晶态SiO₂层为该机制提供了直接试验证据.本研究为在C/C复合材料表面可控合成SiC纳米线提供了可行方法,所制备的SiC纳米线在构建高性能抗氧化的韧性陶瓷涂层方面展现出巨大应用潜力.