基本介紹
- 中文名：化學氣相滲透工藝
- 外文名：technology of chemical vapor infiltration
- 學科：冶金工程
- 領域：冶煉
- 範圍：能源
- 屬性：製備無機材料新技術
簡介,簡史,模型步驟,
簡介
化學氣相滲透工藝（technology of chemical vapor infiltration）是指將一種或幾種烴類氣體化合物經高溫分解、縮聚之後炭沉積在多孔介質內部，使材料緻密化的方法，是新發展起來的製備無機材料新技術，也稱化學氣相沉積。該技術主要用於製備各種高溫陶瓷基複合材料，包括炭-炭複合材料和以碳化物、氮化物為基質的材料，此外，還可以製備各種不透氣的元件。
簡史
CVI法是化學氣相沉積(CVD)法的一種延伸。1962年，Bickerdike首次提出利用CVI法增加多孔碳材料的密度。1964年，.Jenkins利用CVI法製備了碳化鉻增強多孔氧化鋁複合材料，並申請專利。此後，CVI法獲得廣泛關注。Kotlensky在1973利用CVI法製備了C/C複合材料。德國卡爾斯魯厄大學的Fitzer教授在20世紀70年代採用CVI法研究纖維增強SiC基複合材料。同時，法國波爾多大學的Naslain教授開始發展等溫-等壓化學氣相滲透技術(I-CVI)製備碳纖維增韌SiC基複合材料，以提高C /C複合材料的抗氧化性能。1984年，美國橡樹嶺國家實驗室的Lackey教授發展了強制對流化學氣相滲透法(F-CVI)。美國杜邦和法國SEP公司最先實現I-CVI技術套用的產業化。
模型步驟
CVI法是將先驅體通入反應爐內在多孔預製體內部連續、多次沉積某種物質而形成緻密的複合材料。Fitzer等提出了CVI過程模型步驟：
(1)反應氣體擴散到纖維預製體孔隙表面；
(2)反應氣體擴散進入纖維預製體內部；
(3)反應氣體吸附在孔隙的內表面；
(4)在纖維表面發生化學反應並形成塗層；
(5)反應副產物脫離纖維表面而揮發；
(6)反應副產物向外擴散；
(7)反應副產物進入到混合氣體中。
該工藝的優點是製備過程中反應溫度不高，對纖維損傷較小，製備的陶瓷基體純度高，晶型完整，複合材料的力學性能較高；但其缺點同樣明顯，製造周期長，成本高，製備的複合材料孔隙率高。
