Effect of a diffusion-enhancing hole on the densification of a thick-section 2D C/SiC composite
Effect of a diffusion-enhancing hole on the densification of a thick-section 2D C/SiC composite
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扩散增强孔对厚截面 2D C/SiC 复合材料致密化的影响
DOI：
10.1016/j.jeurceramsoc.2019.07.043
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发表时间：
2019-12
影响因子：
5.7
通讯作者：
Zhang Litong
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhang Jiaxin;Liu Yongsheng;Cheng Laifei;Zhao Hui;Wang Jing;Zhang Yi;He Zongbei;Zhang Baoxi;Zhang Litong
扩散增强孔（DEH）已被用来减轻通过化学气相渗透（CVI）制造的厚截面陶瓷基复合材料（CMC）中形成的大密度梯度。然而，通过蒸汽渗透制备含有 DEH 的厚截面 CMC 的致密化特性仍然令人担忧。在这里，通过实验和计算研究了具有或不具有 DEH 的 10 毫米厚二维 (2D) C/SiC 复合材料的致密化。结果表明，由于 DEH 周围形成致密环 (DR) 以及大孔隙 (直径 > 52 μm) 中的渗透增加，含有 DEH 的复合材料（直径为 2 或 4 mm）的测量密度、预测最终密度和密度增长率 (DGR) 均高于不含 DEH 的复合材料。此外，DEH 渗透的扩散增加归因于 DEH 加工重新打开堵塞/密封的孔而导致努森扩散的增加。
Diffusion-enhancing holes (DEHs) have been used to mitigate the large density gradients that are formed in the thick-section ceramic matrix composites (CMCs) fabricated by chemical vapor infiltration (CVI). However, the densification characters of the thick-section CMCs with DEHs through vapor infiltration remain a concern. Here, the densifications of a10-mm-thick two dimensional (2D) C/SiC composite with or without DEHs are investigated by experiments and calculations. Results showed both the measured densities, the predicted final densities, and the density growth rates (DGRs) for the composite with DEHs (diameters of 2 or 4 mm) are higher than those of the counterpart without DEHs, due to the forming of dense rings (DRs) around DEHs and the increased infiltration in the large pores (diameter > 52 μm). In addition, the diffusion increase in infiltration with DEHs is attributed to the increase of Knudsen diffusion resulted from the reopening of the blocked/sealed pores by DEH-machining.
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