Claims (17)
1. Композиционный материал с керамической матрицей, содержащий волокнистый элемент усиления из волокон, которые состоят, в основном, из карбида кремния и межфазного слоя между волокнами элемента усиления и матрицей, отличающийся тем, что волокна элемента усиления выполнены в виде длинных волокон, содержат менее 5% ат остаточного кислорода, имеют модуль более 250 ГПа, межфазный слой выполнен из материала со слабо анизотропной микроструктурой, полученной посредством химической пропитки в паровой фазе, при этом межфазный слой прочно соединен с волокнами и с матрицей таким образом, чтобы значения прочность на разрыв при срезе внутри межфазного слоя и на уровне соединений волокон с межфазным слоем и межфазного слоя с матрицей превышали бы значения, установленные внутри матрицы.1. A composite material with a ceramic matrix containing a fibrous reinforcing element of fibers, which mainly consist of silicon carbide and an interfacial layer between the fibers of the reinforcing element and the matrix, characterized in that the fibers of the reinforcing element are made in the form of long fibers, contain less than 5 % of residual oxygen, have a modulus of more than 250 GPa, the interfacial layer is made of a material with a weakly anisotropic microstructure obtained by chemical impregnation in the vapor phase, while the interfacial layer is firmly connected with fibers and with the matrix in such a way that the tensile strength during shear inside the interfacial layer and at the level of the connections of the fibers with the interfacial layer and the interfacial layer with the matrix would exceed the values established inside the matrix.
2. Композиционный материал по п.1, отличающийся тем, что волокна усиления содержат менее 1% остаточного кислорода. 2. The composite material according to claim 1, characterized in that the gain fibers contain less than 1% residual oxygen.
3. Композиционный материал по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что межфазный слой состоит из слабо анизотропного нитрида бора. 3. A composite material according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the interfacial layer consists of weakly anisotropic boron nitride.
4. Композиционный материал по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что межфазный слой состоит из слабо анизотропного пиролитического углерода. 4. Composite material according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the interfacial layer consists of weakly anisotropic pyrolytic carbon.
5. Композиционный материал по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что матрица содержит по меньшей мере фазу карбида кремния. 5. A composite material according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the matrix contains at least a silicon carbide phase.
6. Композиционный материал по любому из пп.1 - 5, отличающийся тем, что матрица выполнена в виде матрицы, состоящей из ряда последовательно расположенных слоев и содержащей несколько керамических фаз, при этом величина прочности на разрыв при срезе между фазами матрицы меньше величин прочности на разрыв при срезе между волокнами и межфазным слоем и между межфазным слоем и матрицей. 6. Composite material according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the matrix is made in the form of a matrix consisting of a series of layers arranged in series and containing several ceramic phases, while the tensile strength at shear between the matrix phases is less than the strength values by the gap in the cut between the fibers and the interfacial layer and between the interfacial layer and the matrix.
7. Композиционный материал по п.6, отличающийся тем, что матрица содержит несколько фаз, которые выбраны из карбида кремния, карбида бора и трехкомпонентной системы кремний-бор-углерод. 7. The composite material according to claim 6, characterized in that the matrix contains several phases that are selected from silicon carbide, boron carbide and a three-component silicon-boron-carbon system.
8. Композиционный материал по п.6, отличающийся тем, что матрица выполнена в виде матрицы, состоящей из ряда последовательно расположенных слоев и содержит несколько керамических фаз, межфазный слой выполнен из нитрида бора, а первая фаза матрицы, входящая в контакт с межфазным слоем, выполнена из карбида кремния. 8. The composite material according to claim 6, characterized in that the matrix is made in the form of a matrix consisting of a series of layers arranged in series and contains several ceramic phases, the interfacial layer is made of boron nitride, and the first phase of the matrix comes into contact with the interfacial layer, made of silicon carbide.
9. Способ изготовления детали из композиционного материала с керамической матрицей, заключающийся в том, что изготавливают предварительно отформованную волокнистую заготовку из волокон, состоящих, в основном, из карбида кремния, формируют межфазный слой на волокнах и уплотняют предварительно отформованную заготовку, снабженную межфазным слоем, с помощью керамической матрицы, отличающийся тем, что предварительно отформованную заготовку изготовляют из волокон содержащих менее 5% ат. кислорода и имеющих модуль более 250 ГПа, при этом на волокнах формируют слабо анизотропный межфазный слой посредством химической пропитки в паровой фазе перед уплотнением с помощью керамической матрицы. 9. A method of manufacturing a part from a composite material with a ceramic matrix, which consists in the fact that a preformed fiber preform is made from fibers consisting mainly of silicon carbide, an interfacial layer is formed on the fibers, and a preformed preform provided with an interphase layer is compacted, using a ceramic matrix, characterized in that the preformed preform is made from fibers containing less than 5% at. oxygen and having a modulus of more than 250 GPa, while a weakly anisotropic interfacial layer is formed on the fibers by chemical impregnation in the vapor phase before compaction using a ceramic matrix.
10. Способ по п.9, отличающийся тем, что предварительно отформованную заготовку изготовляют из волокон, содержащих менее 1% ат. кислорода. 10. The method according to claim 9, characterized in that the preformed preform is made from fibers containing less than 1% at. oxygen.
11. Способ по любому из пп.9 и 10, отличающийся тем, что на волокнах формируют межфазный слой из нитрида бора. 11. The method according to any one of claims 9 and 10, characterized in that an interfacial layer of boron nitride is formed on the fibers.
12. Способ по любому из пп.9 и 10, отличающийся тем, что на волокнах формируют межфазный слой из пиролитического углерода. 12. The method according to any one of claims 9 and 10, characterized in that an interphase layer of pyrolytic carbon is formed on the fibers.
13. Способ по любому из пп.9 - 12, отличающийся тем, что межфазный слой формируют посредством последовательного формирования слоев, имеющих нанометрическую толщину. 13. The method according to any one of claims 9 to 12, characterized in that the interfacial layer is formed by sequentially forming layers having a nanometric thickness.
14. Способ по любому из пп.9 - 13, отличающийся тем, что перед формированием предварительно отформованной заготовки осуществляют термическую обработку волокон предварительно отформованной заготовки при температуре более 1250°С и в нейтральной атмосфере. 14. The method according to any one of claims 9 to 13, characterized in that before forming the preformed preform, the fibers of the preformed preform are heat treated at a temperature of more than 1250 ° C and in a neutral atmosphere.
15. Способ по п.14, отличающийся тем, что термическую обработку осуществляют в атмосфере аргона. 15. The method according to 14, characterized in that the heat treatment is carried out in an argon atmosphere.
16. Способ по любому из пп.9 - 15, отличающийся тем, что перед формированием межфазного слоя осуществляют химическую обработку поверхности волокон посредством погружения в кислую ванну. 16. The method according to any one of claims 9 to 15, characterized in that before forming the interfacial layer, the surface of the fibers is chemically treated by immersion in an acid bath.
17. Способ по любому из пп.9 - 16, отличающийся тем, что уплотнение предварительно отформованной заготовки, снабженной межфазным слоем, осуществляют посредством химической пропитки в паровой фазе. 17. The method according to any one of claims 9 to 16, characterized in that the sealing of the preformed workpiece provided with an interfacial layer is carried out by chemical impregnation in the vapor phase.