纤维增强陶瓷基复合材料中氮化硼界面层的制备技术研究

氮化硼是一种极具发展潜力的界面相材料，在陶瓷基复合材料中有着重要的应用前景。本项目从合成氮化硼陶瓷先驱体- - 硼吖嗪出发，研究其热解行为，分析其热解机理；以硼吖嗪为先驱体进行CVD工艺研究，在多种纤维表面制备出均匀致密的BN界面相涂层；研究沉积所得BN涂层的形貌、组成、结构等，为其在陶瓷基复合材料内界面中的应用奠定基础；探索BN涂层在复合材料中的应用，开展含有BN界面相的陶瓷基复合材料的制备工作，并研究BN界面相的引入对复合材料性能的影响。

本项目以纤维增强陶瓷基复合材料中的界面为研究背景，开展氮化硼界面相的制备与性能研究。从合成氮化硼陶瓷先驱体——硼吖嗪出发，研究其合成机理，通过引入催化剂，提出了一种近室温高效合成方法；研究了硼吖嗪的交联、固化和热解行为，分析了其热解机理；以硼吖嗪为先驱体进行化学气相沉积研究，在多种基底表面制备出了均匀致密的h-BN 涂层，并考察了化学气相沉积过程中的化学反应动力学和基底选择效应；探索了BN 涂层作为界面相在复合材料中的应用研究，并分析了BN 界面涂层的引入对复合材料性能的影响。研究表明，BN界面相涂层的引入优化改善了纤维和基体的界面结合，涂层的存在可以增加裂纹的扩展途径，从而提高了纤维增强陶瓷基复合材料的强度和韧性。