航空大讲堂（第10期）：纤维增韧陶瓷的增材制造与无损检测

陶瓷基复合材料（CMCs）是国际范围内航空航天领域公认的关键热结构材料之一。增材制造（AM）技术能够实现复杂结构的一体化成型，为陶瓷基复合材料的制造带来了新思路。然而，在制造过程中如何引入高含量纤维从而进一步提高材料强韧性是一项重大挑战。本报告聚焦增材制造中纤维界面保护和复材致密化方法，对于晶须、短纤维和连续纤维，针对性开发了不同的增材制造工艺，以实现具有复杂结构的陶瓷基复合材料的成形与致密化，最终实现了多种航空航天用构件的研制。本报告重点阐述了聚合物浸渍裂解、化学气相渗透和反应熔体渗透等工艺方法对纤维的作用效果，评估了不同界面对于纤维和材料宏观力学性能的影响，使陶瓷韧性得到大幅提升，并获得最佳工艺参数，同时，实现了不同部位复杂结构陶瓷基复合材料的“按需增强”。最后，利用高精度无损检测技术，研究了纤维增强复合材料缺陷识别和统计分析的高效方法，实现了航空航天工程用纤维增强陶瓷的设计-增材-检测过程的闭环。