化學(xué)氣相滲透(CVI)法是通過(guò)氣體滲透多孔隙的纖維織物，在纖維之間沉積固態(tài)物質(zhì)，從而構(gòu)成陶瓷基復(fù)合材料基體的一種無(wú)壓、低溫的工藝過(guò)程。由于該工藝避免了常規(guī)-藝所帶來(lái)的一些問(wèn)題，因此被認(rèn)為是最具潛力的陶瓷基復(fù)合材料制備工藝。
CVI法是將具有特定形狀的纖維預(yù)制體置于沉積爐中，通人的氣態(tài)前驅(qū)體通過(guò)擴(kuò)散、對(duì)流等方式進(jìn)入預(yù)制體內(nèi)部，在一定溫度下由于熱激活而發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，生成固態(tài)的陶瓷類(lèi)物質(zhì)并以涂層的形式沉積于纖維表面；隨著沉積的繼續(xù)進(jìn)行，纖維表面的涂層越來(lái)越厚，纖維間的空隙越來(lái)越小，最終各涂層相互重疊成為材料內(nèi)的連續(xù)相，即陶瓷基體。從某種角度而言，化學(xué)氣相滲透是化學(xué)氣相沉積(CVD》的一種特殊形式。在CVI中預(yù)制體是多孔低密度材料，沉積多發(fā)生于其內(nèi)部纖維表面，而CVI)法是在襯底材料的外表面上直接沉積涂層。
與制備氧化鋯陶瓷基復(fù)合材料的常規(guī)工藝相比．CVI工藝具有以下優(yōu)點(diǎn)：①CVI工藝在無(wú)壓和相對(duì)低溫條件下進(jìn)行（CVI法溫度約在1000+C左右），纖維類(lèi)增強(qiáng)物的損傷較小，可制備出高性能（特別是高斷裂韌性）的陶瓷基復(fù)合材料；②通過(guò)改變氣態(tài)前驅(qū)體的種類(lèi)、含量、沉積順序、沉積工藝，可方便地對(duì)陶瓷基復(fù)合材料的界面、基體的組成與微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)；③由于不需要加入燒結(jié)助劑，所得到的陶瓷基體在純度和組成結(jié)構(gòu)上優(yōu)于用常規(guī)方法制備的；④可成型形態(tài)復(fù)雜、纖維體積分?jǐn)?shù)較高的陶瓷基復(fù)合材料；⑤對(duì)用其它工藝制備的陶瓷基復(fù)合材料或多孔陶瓷材料可進(jìn)行進(jìn)一步的致密化處理，減少材料內(nèi)部存在的開(kāi)放孔洞和裂紋。CVI法也存在一些不足之處，其中最大的問(wèn)題是成型周期長(zhǎng)、成本高、材料的致密度低等。
用CVI法制備陶瓷基復(fù)合材料的目的是獲取具有結(jié)構(gòu)完整性和密度均勻性的制件。為實(shí)現(xiàn)這一步，就要協(xié)調(diào)好氣體的輸送和反應(yīng)溫度這兩個(gè)因素，使不同的沉積區(qū)域都能獲得良好的沉積效果。從控制氣體輸送模式和反應(yīng)溫度兩個(gè)角度出發(fā)，目前已經(jīng)發(fā)展了五種主要的CVI法，其中最主要的兩種是等溫CVI(ICVI)和強(qiáng)制流動(dòng)熱梯度CVI( FCVl)
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本文“陶瓷化學(xué)氣相滲透法”由科眾陶瓷編輯整理，修訂時(shí)間：2015-04-16 17:55:46
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