化学気相浸透法（CVI）は、繊維強化複合材料を作成するために繊維状プリフォームにマトリックス材料を浸透させるセラミックエンジニアリングプロセスです。このプロセスでは、所望の浸透を達成するために高温で反応性ガスを利用します。
化学蒸気の浸透プロセスには、通常以下のステップが含まれる：
1.プリフォームの準備：まず、複合材料の基材となる繊維状のプリフォームを作製する。プリフォームは通常、特定のパターンや方向に配列されたセラミック繊維で作られている。
2.反応性ガスの発生：反応性ガスは、多くの場合、前駆体ガスの熱分解または反応によって生成される。これらの反応性ガスはプリフォームの表面と反応し、目的のマトリックス材料を形成する。
3.ガス輸送：発生した反応性ガスはプリフォームの表面に輸送される。これは、キャリアガスを使用するか、ガスの圧力と流量を制御することで実現できる。
4.吸着と反応：反応性ガスはプリフォームの表面に吸着し、不均一な表面触媒反応を起こす。これにより、プリフォームの繊維上に所望のマトリックス材料が析出する。
5.表面拡散：堆積したマトリックス材料は表面拡散を受け、プリフォームの繊維間に広がり、浸透する。この拡散プロセスは、所望の浸透レベルに達するまで続く。
6.核生成と成長：マトリックス材料がプリフォームに浸透すると、核生成と成長が起こり、プリフォーム内に連続した均一なコーティングまたはマトリックスが形成される。このコーティングが繊維を強化・補強し、繊維強化複合材料が得られる。
7.脱着と生成物の除去：プロセス中、ガス状反応生成物はプリフォーム表面から連続的に脱着される。これらの反応生成物は表面から輸送され、適切な化学変換と副生成物の除去を確実にする。
化学気相浸透法は、繊維強化複合材料の製造にいくつかの利点をもたらします。マトリックス材料の組成、厚さ、およびプリフォーム内の分布を正確に制御することができます。さらに、CVIは高レベルの浸透を達成できるため、強度、剛性、靭性などの機械的特性が向上した複合材料が得られます。
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