CMC技术浪潮：轻量化、超高温与成本革命重塑航空航天与高端制造

对陶瓷基复合材料 （CMC） 的需求持续增加，与金属相比，陶瓷基复合材料能够减轻重量并在更高的温度下实现高性能。这提高了发动机、工业过程和清洁能源/回收技术的效率，减少了燃料/电力消耗和排放。强大的 CMC 热保护系统 （TPS） 使可重复使用的运载火箭成为可能，而 CMC 火箭喷嘴（例如 Firefly Aerospace 正在开发的喷嘴）可以将质量减少 50%，从而增加有效载荷。电动汽车还需要在电池外壳中使用轻质 TPS，而高超音速平台需要前缘材料、雷达透明天线罩和其他结构，这些材料可以承受数千摄氏度的 5 马赫及以上空气摩擦。

作为回应，过去几年见证了新材料、新工艺、供应商和零部件生产能力的激增。CW 定期报告这些全球发展，包括消除涂层和渗透等工艺步骤、大批量零件的自动化以及超高温 CMC （UHTCMC） 的新技术。

增加氧化纤维的供应

我在 2023 年 CMC 专题中讨论的新 CMC 纤维供应商现已开始生产。Rath AG（奥地利维也纳）于 2024 年 10 月推出，正在生产 Altra Flex 连续氧化陶瓷纤维，可延长使用温度高达 1200°C。 其德国门兴格拉德巴赫工厂的初始产能为 10 吨/年，分为三个等级：M75 莫来石、MK85 莫来石刚玉和 K99 刚玉纤维。

另一家新供应商是 Vulcan Shield Global（VSG，新加坡），提供由上海荣荣新材料科技（中国上海）生产的氧化铝纤维，该公司拥有同一所有者。荣荣的新氧化铝纤维工厂于 2023 年开始生产连续纤维和短纤维，产能有可能分别扩大到 400 吨和 600 吨。VSG作为一家独立实体，在马来西亚拥有一些生产基地，并正在积极探索在欧洲建立生产。

VSG 采用 ISO 认证的制造和获得专利的溶胶-凝胶技术和工艺制成，具有不同的氧化铝含量，适用于长期高温服务，包括：B-70、F-72 （1200°C）、C-85 （1300°C） 和 M-99 （1100°C）。VSG 还提供范围广泛的氧化铝产品，从长纤维和短纤维到纸张、毛毡和针刺非织造布，再到纺织品、编织物和胶带。

“我们希望帮助缓解这些纤维在全球历史上缺乏可及性和可负担性的问题，”VSG 营销经理 Sheng Kai Fong 说。“我们将利用我们广泛的制造能力、全球应用团队以及先进的研究和工程，帮助客户为广泛的应用开发量身定制的解决方案，包括以前被其他供应商忽视的产品。”

二氧化硅纤维预浸料，用于更快、更经济的 CMC

Isovolta（奥地利维也纳诺伊多夫）凭借作为全球最大的飞机内饰层压板和预浸料生产商之一数十年的经验，开发了 CERAPREG，将二氧化硅纤维与二氧化硅氧化铝基体相结合，可承受高达 900°C 的温度，但成本不像传统 CMC。Isovolta 技术副总裁 Peter Wagner 说，它正在销售预浸料，“因为它使公司能够更快地制造零件。Wagner 说，CERAPREG 的设计无毒且易于作，除了烤箱外不需要特殊设备。零件也使用加热压力机制造。“我们培训客户使用材料并制造简单的零件，但他们不必分享有关他们将生产什么或如何生产的细节。”

正如“一种不同的 Ox-Ox 预浸料”中所解释的，由此产生的氧化物 CMC （OCMC） 材料具有良好的结构性能，但二氧化硅纤维的 >95% 纯度也产生了类似于石英的介电特性，这使得 CERAPREG 对雷达透明盖板和天线罩具有吸引力。瓦格纳补充说，虽然二氧化硅纤维可以承受高达 1600°C 的一次性暴露，但超过 950°C 就会开始降解。 Isovolta 继续在新应用中测试这些材料，包括与环氧树脂、氰酸酯和热塑性复合材料的混合材料、电动汽车电池托盘、排气混合器、CMC 管和由 Euro-Composites（卢森堡埃希特纳赫）的生态陶瓷蜂窝制成的夹层结构。Wagner 说，所有这些都表明 CERAPREG 具有良好的机械性能和复杂形状的能力，而 1200°C 的火焰测试显示 5 分钟后没有损坏。

地聚合物预浸料，美国的丝束浸料

Pyromeral Technology（美国加利福尼亚州桑尼维尔）成立于 2023 年，借鉴了 Pyromeral（法国巴伯里）数十年的材料开发和使用，以进一步推进北美的高温复合材料的发展。其 PyroKarb、PyroSic 和 PyroXide 预浸料工艺与碳纤维增强聚合物 （CFRP） 一样，但在 1100°C 及以上的温度下具有高性能。专有的地聚合物基质使用低成本工具和单一的独立式后固化，通过低温高压灭菌器或压制固化，可以轻松铺层复杂的近净形状。与传统 CMC 相比，无需后续致密化或渗透，从而简化制造并缩短交货时间和零件成本。

PyroKarb 使用高模量碳纤维，可在高达 540°C 的温度下使用，PyroSic 使用碳化硅 （Sic） 纤维在高达 815°C 的温度下使用，与钛相比，重量分别减轻了 60% 和 75%。PyroXide 使用氧化铝纤维在高达 1100°C 的温度下使用，偏移至 1650°C，鼻锥和雷达孔径具有射频透明度。在排气喷嘴中，与铬镍铁合金相比，它可减轻高达 70% 的重量。

Pyromeral Technology 还生产 PyroXide，作为 0.25 英寸宽的丝夹料，采用千米线轴，没有接头，可实现锥形和管状部件的长丝缠绕。PyroKarb 和 PyroSic 的 Towpreg 版本正在开发中，即将推出。热电材料用于发动机隔热罩、高超音速鳍片和外蒙皮，并用作先进空中交通中的电池保护。

提高英国主权 CMC 能力

High Temperature Material Systems（HTMS，布里斯托尔）成立于 2021 年，旨在解决英国缺乏主权（即国内和自给自足）的 CMC 能力和供应链的问题。“我们制造的 CMC 预浸料的加工方式类似于聚合物预浸料，但可以在高达 1000°C 的温度下长期使用，”联合创始人 Richard Grainger 博士说。“我们的技术基于一种新型基质化学，可在 500-600°C 以下固化，而传统 Ox-Ox 的固化温度为 1000°C 以上。我们的目标是实现室温至 200°C 固化，以便现有复合材料供应链可以使用预浸料。

“有很多团体在寻找用于更高温度的材料，”他继续说道，“但他们并没有真正购买商业产品，即使是在航空航天领域，因为成本高得令人望而却步。我们的方法允许使用更多的商品纤维。目前的 HTMS 产品包括 Ignishield（玄武岩纤维）、ThermaLite（氧化铝纤维）和 Carbonite X（碳纤维）。”这些显着降低了成本，我们还避免了烧结，烧结具有巨大的效果，不仅减少了能源使用、排放和工艺时间，还降低了设备成本。目前，在 180-200°C 下固化 1-2 小时，在熔炉中进行独立后固化，但我们希望在我们的化学 2.0 版中消除最后一步。

HTMS目前正在为电池盒的零件制造商提供材料，这些材料可以承受30-60分钟的各种热和火焰测试。“我们实现了全面的保护，没有有机成分会导致火灾、烟雾或热负荷，”Grainger 解释道。该公司正在与五家国防和汽车一级供应商/原始设备制造商以及三家赛车运动/高性能汽车合作伙伴合作。应用包括 TPS 和隔热罩、排气部件和制动管道。“我们还与英国创新组织和罗伊斯研究所合作了许多项目，”他补充道。“我们刚刚完成了种子轮融资，这将使我们能够搬到更大的场所，然后我们将提高预浸料产量并进一步扩大开发计划。”

自动化 OCMC 以实现更高的零件体积

FOX Composites（德国科隆）是位于科隆的德国航空航天中心 （DLR） 材料研究所的一个衍生项目，旨在发展 OCMC 材料和组件的生产，以实现更广泛、更大规模的应用。该团队由 DLR 科学家 Michael Welter 博士和 Vito Leisner 博士领导，使用 DLR 自 2017 年以来开发的两种工艺，并在小批量零件和 DLR 飞行任务中得到验证。

“真空辅助浆料灌注 [VASI] 源自 CFRP 中使用的真空辅助树脂灌注 [VARI] 工艺，”Welter 解释道。“我们通常在真空袋中使用单面模具，然后使用真空将浆料注入纤维瓶坯中。对于我们的灌注制造氧化物 CMC [IFOX] 工艺，我们使用正模和负模半来定义零件形状和壁厚。与 RTM 类似，在施加真空和压力以进行浆料注入和干燥之前，将纤维瓶坯放入模具系统中。干燥的生坯可以从模具中弹出并烧结形成 OCMC。

FOX Composites 开发了三种浆料系统，适用于不同的使用温度，并可与二氧化硅、氧化铝和莫来石纤维一起使用。Leisner 说，迄今为止，其大部分零件都使用机织织物，但其工艺允许使用几乎任何类型的纤维预制件，例如毛毡、短纤维或混合物，“我们看到了根据客户设计量身定制的 3D 预制件的更大潜力。

“我们相信，由于自动化程度高、处理时间短和相对容易的流程并行化，我们的 IFOX 技术将使我们能够远远超出当前 CMC 生产技术所能提供的产量，”Welter 说。“我们目前正在 DLR 建立一条试点生产线，以提高技术准备水平 [TRL]，并展示每天 10-20 个零件的生产能力。我们还在研究如何进一步优化流程，最终在多个设置中进行并行加工以实现连续生产，目标是每年生产数千个零件，最终可能达到每年 10,000 个零件。

测试部件包括一系列用于飞行任务的 10 个雷达透明天线盖，以及用于火箭和导弹的鼻锥。“我们能够以非常低的公差实现非常高的表面质量，”莱斯纳指出。用于火箭起落架的 1.8 米高、90 厘米宽的 TPS 是为 CALLISTO 项目的可重复使用演示器生产的。这些和其他原型产品和客户正在从 DLR 转移到 FOX Composites，并计划于 2026 年进行商业发射。

C/C-SiC 的切割时间、成本

Arceon（“ar-see-on”，荷兰代尔夫特）生产采用碳-碳化硅基体 （C/C-SiC） 的碳纤维 Carbeon CMC，可在非氧化环境中承受高达 2000°C 的温度。首席执行官 Rahul Shirke 说，它使用熔体渗透，“因为它需要一个致密化循环（1 周）并产生 1-3% 的孔隙率，而化学蒸汽渗透 [CVI] 和聚合物渗透和热解 [PIP] 工艺需要三到五个致密化循环（2 个月），通常会产生 10% 的孔隙率。它还不需要特殊原材料，也不需要纤维上的涂层，从而降低了成本并提高了可扩展性。

Arceon 的流程使用三个步骤（参见 CW 2025 年 1 月的文章）。碳纤维和专有的酚醛聚合物通过长丝缠绕、高压釜固化预浸料叠层、RTM 或热压结合使用。然后将该 CFRP 坯体热解形成多孔 C/C 预制体，然后用熔融硅进行单次浸润以形成 CMC。“我们在 1600°C 下对 Carbeon 进行了 2 小时的测试，”Shirke 说，“仅观察到 1% 的质量损失，但它比铬镍铁合金等金属合金轻两到四倍。由此产生的 C/C-SiC 具有低孔隙率，更适合 TPS，因为高孔隙率可以更快地烧蚀，因为热量可以更快地渗透到材料中。

“我们的策略不是为工艺申请专利，而是为 Carbeon 产品的设计特征申请专利，”Shirke 说，展示了一个典型的收敛-发散喷嘴。“我们使用切碎的纤维和简单的模具压制出两个不同的锥体，将它们热解，然后使用糊状物将两个部分连接起来。然后，我们将它们渗透在一起，生产出一个你看不到接头的零件。我们在零件中使用相同的材料来连接它们，因此接头在高温下也很稳定。

Arceon 于 2024 年成功测试了高超音速飞行器的 Carbeon 领先优势，并正在研究其他结构，作为英国高超音速技术与能力发展框架 （HTCDF） 的一部分。它的目标是尽快部署一种火箭发动机喷嘴，该喷嘴在相同成本下性能优于石墨，并已被选中为多个欧洲航天局 （ESA） 项目生产或支持空间结构，包括 EMA、CASTT、THRUST！和 SHIELD。Arceon 还瞄准电池外壳、摩擦和磨损部件、金属处理和其他工业工艺零件以及光学和望远镜。Arceon 宣布与 Goodman Technologies 合作，为美国市场开发熔体渗透 CMC，已获得通用原子航空系统公司的投资，并正在与代尔夫特工业大学合作，制造更具成本效益和更易于扩展的 UHTCMC，预计将于 2025 年底取得成果。

无渗透 C/C-SiC

SRI（美国加利福尼亚州门洛帕克）的高级研究员魏俊华也通过消除硅渗透来瞄准更具成本竞争力的CMC。自 2019 年以来，他生产了一种非传统的 C/C-SiC，其中包括含有 >30vol% SiC 纳米颗粒的 C/C。Wei 的团队没有使用典型热解炭产率为 60% 的酚醛树脂，而是使用苯并恶嗪 （Bz）——一种称为 PHB-APA 的功能化二氢苯并恶嗪——炭产率为 75%。由于仅此一项无法产生足够致密的 C/C，因此该团队希望添加陶瓷纳米颗粒。魏说，美国宇航局在 1990 年尝试过这种做法，但使用了带有溶剂的浆液工艺，这产生了问题。相反，他的团队将 SiC 颗粒功能化，使其与树脂相容，从而在不过度增加粘度的情况下轻松分散。Wei 承认，PHB-APA 中产生的 40%wt Bz-SiC 纳米颗粒并不是最容易加工的，但它确实减少了热解过程中的收缩，以防止大裂纹和空隙。“如果你没有这些，你就不再需要渗透来填补它们。”

正如 CW 2025 年 2 月的文章所解释的那样，Wei 的团队在真空下在 120°C 的模具中固化了 CFRP 样品，然后在 240°C 下后固化 2 小时，并在 900°C 下热解 3 小时。所得的C/C-SiC具有≈10%的孔隙率和足够的密度来避免渗透。“这将制造时间缩短到 3-5 天，”Wei 说。

SRI 计算出，对于 1 吨/年的生产能力，此类 CMC 板材的制造成本为 ~300 美元/公斤，而 PIP 零件的制造成本为 500-600 美元/公斤。另一个好处是由于收缩较少，在整个加工过程中具有形状保真度。SRI 继续推进这种方法，并正在与能源部 （DOE） 太阳能技术办公室 （SETO） 合作开发一种可在 700°C 以上运行的耐腐蚀太阳能接收器。 Wei 指出，尽管此类脱碳应用对机械性能的要求不像航空航天那样高，但它们对成本极为敏感。“如果我们的成本高于当前的镍合金，我们就没有市场。我们的目标是以 50% 的成本实现 C/C 和 C/C-SiC 材料 80% 的性能。

推进大型C/C-SiC零件

ISICOmp 是由 Centro Italiano Ricerche Aerospaziali（CIRA，意大利卡普阿）及其合作伙伴 Petroceramics（意大利 Stezzano）获得专利的 C/C-SiC。他们于 2016 年开始开发，在 2 年内生产了一款 300 × 400 毫米的集成加强筋演示器，在 CIRA 的尚酷等离子风洞 （PWT） 中经受 1200°C >10 分钟，没有任何损坏。欧空局与该团队签订合同，为其 Space Rider 可重复使用飞行器设计、生产和鉴定整个 TPS，包括机头、两个车身襟翼、铰链 TPS 以及 16 个弯曲和五个扁平木瓦的迎风组件。CIRA 设计 CMC 零件并制造 CFRP 瓶坯，这些瓶坯被送到 Petroceramics 陶瓷化成 CMC 零件，然后送回 CIRA 进行鉴定。

ISICOmp 采用新型液态硅渗透 （LSI） 工艺制成，与以前的工艺相比，可减少制造时间和成本。由此产生的坚固的 C/C-SiC 在 SiC 基体中具有承重 C/C 域。Petroceramics 在获得 CIRA 专利的工艺中应用了外部 SiC 涂层，进一步增强了其可重复使用性。正如 CW 2025 年 5 月的文章中所解释的那样，ISICOmp 已通过 PWT 测试，模拟六次再入，质量损失仅为 0.3%，无纤维氧化，强度与原始样品相似。

“我们在组件顶部生长了一层 SiC 层，”CMC Space Rider TPS 技术经理 Mario De Stefano Fumo 博士解释道。“这个过程实现了齿状结构，下面是 CMC，从而增强了组件的连接和抗氧化性。”他承认，与标准化学气相沉积 （CVD） 涂层相比，这增加了一个步骤，但减少了总体制造时间和成本。它还可以在任务之间重新应用，这是车辆可重复使用性的关键。

该团队还在 LSI 期间使用原位连接。De Stefano Fumo 说，虽然这种连接是众所周知的，但它是复杂身体皮瓣的关键。虽然各种加强筋在 CFRP 制造过程中是共粘接的，但连接驱动杆的三角形部分（或“靴”）是作为单独的 CFRP 部件制成的，并在 Petroceramics 渗透期间原位连接。

700 × 900 × 300 毫米机身襟翼 CMC 仅重 11 公斤（添加金属紧固件和部件后翻了一番），最近与 1,320 × 941 × 414 毫米机头一起通过了动态结构认证。这种厚度各异的双曲形非轴对称部件在 CFRP 制造过程中共粘了 16 个欧米茄形 CMC 连接点，重量仅为 40 公斤（CMC 重 10 公斤），可承受 1650°C。CIRA 目前正在完成剩余 TPS 组件的资格测试，并准备开始生产 Space Rider 在 2027 年首次任务的飞行硬件。

UHTCMC：实现超过 2000°C 的服务

K3RX（“care-x”，Faenza）是意大利国家研究委员会 - 陶瓷科学技术与可持续发展研究所 （CNR-ISSMC） 的衍生公司，成立于 2021 年，基于在超高温灭菌陶瓷和超高温灭菌技术中心通过C3HARME项目在超高温灭菌陶瓷和超高温灭菌技术管理中心多年的工作，包括独家使用授予联合创始人 Diletta Sciti 和 Luca Zoli 的 CNR 专利，他们在制造方面发表了 200 多篇出版物， UHTCMC 原型的测试、认证和优化生产。K3RX UHTCMC 可在 >2000°C 下使用，与 CMC、陶瓷和金属相比具有更高的耐用性。

正如 CW 2025 年 5 月的文章中所解释的，K3RX 使用两种进程。第一种使用预陶瓷浆料浸渍预成型件，该瓶坯被烧结成 UHTCMC 并加工成最终尺寸。这可能很快，单个致密化周期持续几个小时到一天，具体取决于零件尺寸;它可以通过使用火花等离子烧结来加速。第二种工艺是 PIP，其中增强材料用预陶瓷聚合物浸渍，使用长丝缠绕或加热压力机模制以形成近净形状，然后热解到 UHTCMC 中，然后根据每个零件的规格进行多次渗透/热解循环。

K3RX正在探索SiC和其他纤维的使用，但更喜欢碳纤维，因为它的成本是SiC纤维的十分之一。它可以使用多种基质配方，基线为二硼化锆（ZrB2）和SiC。熔点较高的 UHTC，如二硼化铪 （HfB2Sciti 说，可以提供更高的温度和抗氧化性，但成本要高出 10 倍，重量也会增加。“这就是为什么我们开发了我们的技术来根据需要定制属性。”

K3RX UHTCMC 已在 2200°C 下进行了长达 30 分钟的测试，在高达 2500°C 的温度下进行了长达 5 分钟的测试，消融接近于零。该材料致密，孔隙率低，具有抗热冲击、耐磨性和抗氧化性，具有尺寸稳定性，并能够自愈热机械应力引起的裂纹。厚度达 1 厘米、直径达 40 厘米的零件已达到 TRL 5-6，通过了反复的弧射和 PWT 测试，包括用于飞行任务的前缘、襟翼和喷嘴以及鼻锥、TPS 瓷砖和垫片，后者使用同一 UHTCMC 的螺钉和螺母集成到测试组件中。K3RX 正在努力将其产品商业化，客户在太空、国防、能源和制动应用中，并正在完成与欧洲大型公司在这些市场的第一轮投资。

K3RX 还在评估其与 C/C 和 CMC 材料相比的成本。“如果规模足够大，我们的成本可以降低 75%，”首席执行官兼联合创始人 Giorgio Montanari 说。Zoli 解释说，熔炉应用中使用的石墨是使用 PIP 制造的，至少循环 10 次，但由于一些公司的工业规模生产，成本可能仅为 40 欧元/公斤。同时，K3RX正在生产的UHTCMC部件的尺寸和TRL在已发布的信息中没有匹配。“我们将继续开发和推进我们的技术，”蒙塔纳里说。

UHTCMC 通过转化碳纤维

Advanced Ceramic Fibers LLC（ACF，美国爱达荷州爱达荷州爱达荷福尔斯）成立于 2012 年，还获得了生产 UHTCMC 的工艺和材料的专利。ACF 首席执行官 Ken Koller 解释说，其直接转换工艺 （DCP） “在碳纤维丝束中的每根灯丝上形成 30-500 纳米的 SiC 或其他金属碳化物 [MC]。连续的过程需要几秒钟，生产出 FiBar，这是一种具有集成热保护的产品，使碳纤维能够在真空中承受高达 3940°C 的温度，否则，他说，否则会在几秒钟内蒸发，“但我们可以抑制这种蒸发数十分钟。ACF 可以转化任何碳物质——短切纤维、编织物、胶带、沥青碳纤维、碳纳米管和石墨烯。

根据应用的不同，ACF 可以使用元素周期表中的 34 种 MC 元素，例如钽 （Ta）、铪 （Hf） 和锆 （Zr）。集成的 SiC 或 MC 还充当界面脱粘层，使纤维能够拉出以减少裂纹扩展以增强 CMC 韧性，并帮助非氧化物纤维抗氧化。因此，传统的 CVD/CVI 涂层被取代，减少了后续的 UHTCMC 制造时间和成本。

Koller 说，正如 CW 2025 年 6 月的文章中所解释的那样，ACF 使用 PIP 通过 SiC/C 灯丝制造固体含量为 60-70% 的 UHTCMC，因此后续循环可以减少到两到三个，具体取决于零件。碳纤维体积还可以达到 70%，以获得更高的承载和热冲击能力，并且 UHTCMC 具有自我修复功能。

Koller 指出，ACF 制造的 UHTCMC 应变失效率高达 8%，这在海军航空系统司令部 （NAVAIR） 的测试中得到了证明。它还制造了具有不同类型 UHTCMC 的涡轮发动机叶片，这些叶片经过美国海军研究办公室 （ONR） 在高达 1371°C 的测试中没有明显损坏。ACF 还使用五个 PIP 循环生产了 UHTCMC 紧固件，在 2000°C 的测试和弹丸测试中可承受 600 磅的负载。它与约翰霍普金斯大学应用物理实验室合作，生产了 UHTCMC，该 UHTCMC 经受住了高达 2900°C 的等离子炬测试。 该公司正在安装 DCP 系统，该系统可以针对个别客户应用生产大量特定于每日数量的 Fi-Bar 产品，并正在展示其为航空航天、国防、能源和电子应用定制介电和电磁特性的能力。

用于 C/C 组件的邻苯二甲腈

Cambium（美国加利福尼亚州埃尔塞贡多）成立于 2019 年，开发了 ApexShield 1000，这是一种邻苯二甲腈 （PN） 树脂，据称可将 C/C 的 PIP 从六到九个循环减少到一到两个，从而将生产时间缩短多达 80%。它声称这也通过实现现有制造基础设施的高产量来降低成本（参见下面的 Americarb）。据报道，Cambium 的 PN 专为灌注和 RTM 而设计，也用于预浸料和薄膜粘合剂，具有低熔体粘度、室温储存和玻璃化转变温度 （Tg）高于400°C。 该公司报告称，公吨级生产并融入美国供应链，以加强国内 CMC 能力。

Cambium 使用人工智能驱动的平台来加快材料的开发，使高超音速结构的制造商能够将周期时间从几个月缩短到几周。为了推进这项技术，该公司与行业合作伙伴、生物制造和设计生态系统 （BioMADE），尤其是美国海军密切合作，包括最近与 ONR 签订的合同。Cambium 表示，其基于 PN 的高温复合材料解决了加工和生产中被认为无法克服的关键采用问题，包括开发能够在高达 20 马赫的高超音速下生存和运行的 C/C 部件。

另一家扩大 PN 选择的公司是 Azista USA（北卡罗来纳州罗利），它是印度企业集团的美国子公司，包括 Azista Aerospace（艾哈迈达巴德）和 Azista Composites（海得拉巴）。它供应双马来酰亚胺 （BMI）、氰酸酯、热熔酚醛预浸料。后者不含溶剂，消除了传统的孔隙率，其工艺更像环氧树脂预浸料。该公司还提供 PN 树脂、预浸料和薄膜粘合剂，以及 PN 和碳泡沫、3D 编织和 2D 缝合瓶坯以及各种 CMC 工艺能力，包括 PIP、LSI 和 CVI。Azista USA 业务开发经理 Jairam Chintalapati 表示，其获得专利的薄膜沸腾 CVI 工艺以 1.5 毫米/小时的速度实现了 100 倍的致密化，将制造高质量 C/C 的周期时间缩短了 10 倍。

Azista 的 PN 在 180-200°C 固化温度下具有 75 厘米泊的粘度，Tg435°C，炭收率为72%，将PIP循环从5个减少到3个，Chintalapati说，“所得C/C的微观结构与使用CVI获得的微观结构非常接近。荷兰皇家航空航天中心（NLR）与Azista的室温PN合作，将其研磨成粉末，然后应用于碳纤维形成干半浸料，用于制造高压釜固化的24层层压板。Azista USA已经展示了使用其PN和热熔酚醛材料的C/C和SiC CMC零件，尽管这些零件目前在印度制造，但它正在探索国内能力，努力扩大美国的合作伙伴和应用（参见”在印度和美国扩大HT复合材料“）

进一步发展，提高产能

Azista 还开发了一种聚碳硅烷聚合物，用作 SiC 基体的前体。它有四种变体，其中一种用于制造 SiC 纤维的高分子量变体，并正在寻找合作伙伴来帮助评估这些变体。几十年来，聚羧硅烷已通过 Starfire Systems（纽约州格伦维尔）在美国销售。Chantalapati 指出，Azista 的优势在于它可以根据用户的需求和最终目标定制聚合物化学成分。

SiC 复合材料也在德国得到发展，包括 DLR（参见“火箭喷嘴、活塞环和光学台架中的 C/C-SiC”）在发动机涡轮叶片和 CMC 加工中，以及 BJS Ceramics 和 BJS Composites （Gersthofen） 于 2014 年和 2015 年成立。BJS Ceramics 生产 Silafil F 等产品，这是一种第二代 SiC 纤维，具有广泛可调的电性能，适用于电磁应用。BJS Composites 使用硅来非和碳纤维制造 Keraman CMC 材料和高度复杂的 3D 零件，提供不受美国出口管制法规约束的全欧盟价值链。“我们看到航空航天和国防领域以及能源行业的需求都在增加，”BJS 合伙人兼联合创始人 Jutta Schull 指出。“这包括核能，冷却泵不会发生故障，也包括恶劣条件下的水泵。CMC 提供终极耐用性，确保重要基础设施的安全和持续运行。

与此同时，Americarb（美国纽约州尼亚加拉大瀑布）正在提高 CMC 热处理能力。它成立于 2002 年，专门生产 C/C 和特种石墨牌号，服务温度高达 2500°C，供应板材、管材、熔炉夹具/机架和定制零件。它是垂直整合的，具有碳纤维预浸料生产线、高压釜、加工和装配能力，以及 30 × 40 × 40 英尺 900°C 炭化炉和 18 个高达 3000°C 的感应炉，可加工高达 2.4 × 3.4 米的大型零件。Americarb 正在支持国防、航天、核能、电池、燃料电池和氢电解领域的应用，并开发 OCMC 和 SiC 能力。

还有更多正在进行的开发。“CMC 是下一次材料革命，”NASA 兰利应用材料太空和高超音速 （AMSH） 团队的高级技术专家兼负责人 David E. Glass 博士说，该团队使用 PWT 和其他测试基础设施以及多尺度建模和主题专家来支持成功的设计、制造和飞行。“CMC 有可能在太空、国防、移动和能源领域带来颠覆性变革，为能够成功实施这些变革的公司和国家带来可观的回报。但挑战也很大。研究人员、制造商和最终用户之间的协作与合作是实现快速、增加采用所需的进步的关键。