《表3 BN、Si BN和Si3N4 3种基体的元素组成与含量Table 3 Elemental contents of BN, Si BN和Si3N4 matrix (at%)》

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《BN纤维束增强氮化物复合材料的制备与性能》

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BNf/BN、BNf/Si BN和BNf/Si3N4纤维束复合材料的截面和表面形貌如图5，基体的元素组成见表3。BN、Si BN和Si3N4 3种陶瓷基体的表面形貌均呈现非晶态结构典型的菜花状结构[27-31]。从横截面可见，3种复合材料的基体与纤维结合紧密，因BN与Si3N4的热膨胀系数相近[17]（两者均约为3.2×10-6 K-1）。CVI工艺的“瓶颈效应”使得基体的厚度呈现从复合材料表面到内部递减的趋势，内部存在孔隙。采用称重法[32]，依据同心圆柱模型，估算BN、Si BN和Si3N4 3种基体的平均厚度分别为0.77，0.96和0.78μm，纤维体积分数（Vf，称重法排除了孔隙率）分别为57%、53%和57%。孔隙是明显的裂纹源，对强度不利。BNf/BN和BNf/Si BN的基体与界面之间未观察到明显分界线（图5a、5c），因为BN基体与BN界面相同（表3），Si BN基体中成分以BN为主[29-31]，与BN界面组成相近。BNf/Si3N4基体与界面之间存在明显分界线（图5e），Si3N4基体以Si、N元素为主，与界面有显著差异。