SiC/SiC 陶瓷基复合材料

SiC/SiC 陶瓷基复合材料是指在 SiC 陶瓷基体中引入 SiC 纤维作为增强材料，形成以引入的 SiC 增强纤维为分散相，以 SiC 陶瓷基体为连续相的复合材料。

SiC/SiC 陶瓷基复合材料保留了 SiC 陶瓷耐高温、高强度、抗氧化、耐腐蚀、耐冲击的优点，同时兼具 SiC 纤维增强增韧作用，克服了 SiC 陶瓷断裂韧性低和抗外部冲击载荷性能差的先天缺陷。这种材料可以在 1316°C 的高温环境下保待其理化特性不退化。当 SiC/SiC 材料表面喷有热障涂层时，其最高工作温度可继续增加至 1480°C。尽管现代商用发动机涡轮前温度可达 1650°C，额外的 170°C 温差仍需采用压气机引气冷却来弥补，但这一引气量相比使用传统高温合金材料的叶片已大为减少。据初步计算，采用耐温 1480°C 的 CMC 材料高压涡轮叶片可使发动机燃油消耗率降低 6%。同时，采用 CMC 材料制成的燃烧室高温衬垫所需的冷却气量也大幅减少，进而降低冷却空气同燃油掺混后不完全燃烧生成氮氧化物的机会，其氮氧化物的减排潜力可达 33%。