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Processing and performance of ultra high temperature ceramic matrix composite (UHTCMCs) using radio frequency assisted chemical vapour infiltration (RF-CVI)

Esser, Burkard und Venkatachalam, Vinothini und Binner, Jon (2024) Processing and performance of ultra high temperature ceramic matrix composite (UHTCMCs) using radio frequency assisted chemical vapour infiltration (RF-CVI). Composites Part A Applied Science and Manufacturing. Elsevier. ISSN 1359-835X.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
12MB

Kurzfassung

Ultra-high temperature ceramic matrix composites (UHTCMCs) have been produced using a radio frequency assisted chemical vapour infiltration (RF-CVI) process. The composites were based on 2.5D carbon fibre preforms with a 0 / 90◦ (out of plane) fibre orientation and containing 23 % fibre volume fraction. These were initially impregnated with zirconium diboride (ZrB2) powder in the form of a slurry and then, after solvent removal, the majority of the porosity filled with pyrolytic carbon (PyC) using the RF-CVI process at 1273 K and 0.5 kPa chamber pressure. The latter resulted in a uniform rough laminar texture with good interfacial bonding. As intended, an inverse temperature profile was achieved using the RF heating, enabling uniform densification of the preform from the inside out, with no entrapped porosity and achieving 90 % of theoretical density in only 24 h, at least a tenfold reduction in processing time compared to the conventional CVI process and a fivefold reduction compared to other modified CVI processes such as forced flow or pressure gradient CVI. The resulting UHTCMCs displayed good mechanical strength and thermo-ablative behaviour.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/205288/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Processing and performance of ultra high temperature ceramic matrix composite (UHTCMCs) using radio frequency assisted chemical vapour infiltration (RF-CVI)
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Esser, BurkardBurkard.Esser (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Venkatachalam, Vinothinia School of Metallurgy and Materials, University of BirminghamNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Binner, Jona School of Metallurgy and Materials, University of BirminghamNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2024
Erschienen in:Composites Part A Applied Science and Manufacturing
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Verlag:Elsevier
Name der Reihe:Elsevier
ISSN:1359-835X
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Ultra high temperature ceramics (UHTCs) A Carbon fibres A Ceramic-matrix composites (CMCs) A Permeability B Computational modelling C CT analysis D Electron microscopy D Chemical vapour infiltration (CVI) E
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HGF - Programmthema:Raumtransport
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Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Über- und Hyperschalltechnologien, KP
Hinterlegt von: Jäger, Monika
Hinterlegt am:12 Jul 2024 11:26
Letzte Änderung:05 Nov 2024 11:24

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