ICVI工艺致密化C/C复合材料的数值模拟

• 作者: 张守阳 李伟 李克智 王建武
• 来源期刊: 固体火箭技术
• 学科: 航空航天
• 关键词: 碳/碳复合材料 等温化学气相渗透 多物理场耦合 数值模拟
• 年，卷（期）: 2014,（5）
• 所属期刊栏目: 结构、材料与工艺
• 页码范围: 711-717
• 页数: 7页
• 分类号: V258
• 字数: 4598字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7673/j.issn.1006-2793.2014.05.024

摘要

为了研究等温化学气相渗透( ICVI)工艺制备C/C复合材料过程中预制体的致密化过程及流场和温度场的分布，利用COMSOL软件建立预制体致密化过程中传质、传热和孔隙率变化的多场耦合模型。以甲烷为前驱体，将动量和能量守恒方程进行耦合计算，计算结果表明，在传质最初始阶段，前驱体温度迅速升高至设定的沉积温度，且整个反应器内部温度分布均匀。根据以上计算结果，设定温度为定值，耦合质量、动量守恒方程和孔隙率变化方程，通过计算得到在开始致密化阶段预制体最大密度分布在预制体中部，随着致密化进行，该区域向外侧移动。致密化150 h后，不同时间预制体整体平均密度的计算值与实验值吻合较好，验证了致密化模型的可靠性。