等離子體增強微波熱解制備陶瓷基復合材料的方法及裝置與流程

本發明涉及復合材料制備技術領域，具體涉及等離子體增強微波熱解制備陶瓷基復合材料的方法及裝置。

背景技術：

隨著我國航空航天事業的不斷發展進步，對航空航天材料的性能要求也隨之提高。尤其是在航空高溫發動機領域，隨著發動機推重比的增加，發動機對材料的性能要求更高，在航空發動機燃燒室、渦輪以及加力燃燒室等熱端應用的結構材料必須要有更強的耐高溫性能。以往用于發動機材料的耐高溫合金如傳統的鎳基高溫材料已經無法滿足設計工藝使用要求。碳纖維增強碳化硅陶瓷基復合材料繼承了碳纖維優良的力學性能和碳化硅陶瓷極好的耐高溫性能，具有相較于鎳基高溫材料更好的耐高溫性能，是新一代最有潛力的航空發動機材料之一。

碳纖維增強碳化硅陶瓷基復合材料具有耐高溫、低密度、高比強度、高比模量、耐化學腐蝕等多種優良性能，碳化硅陶瓷雖然具有良好的耐高溫性能，但受制于陶瓷的脆性，難以成為合格的航空發動機材料，故引入碳纖維增強碳化硅陶瓷來改善陶瓷的脆性和綜合性能。由化學氣相滲積法(cvi)工藝制備出的碳纖維增強碳化硅陶瓷基復合材料的密度僅為高溫合金的30％，在沒有熱障涂層和空氣冷卻的環境中，長期工作溫度可以較碳碳復合材料提高200℃左右。碳纖維增強碳化硅陶瓷基復合材料不僅能夠滿足航空發動機對材料耐高溫特性的要求，除此之外，碳纖維增強碳化硅陶瓷基復合材料低密度和耐高溫的特性，可以使航空發動機整體重量減輕，降低冷卻空氣的用量和油耗，從而達到提高推重比的目的。

目前制備碳纖維增強碳化硅陶瓷基復合材料的主要方法是液相浸漬法和化學氣相滲積法。液相浸漬法是復合材料制備的傳統方法，主要工藝是在一定的溫度和壓力下，將碳纖維預制體浸漬在液相的浸漬液(pcs二甲苯溶液)中，經“浸漬—熱解”多次循環使預制體致密化，最終制備出理想致密度的復合材料。該方法的優點在于制備工藝簡單，制備過程中對碳纖維的損傷小。但由于制備過程中需要進行多次循環，導致制備周期略長、成本較高。除此之外，浸漬液在熱解過程中，由于溶劑和低分子量成分的揮發，以及前驅體中其他小基團的分解，會使基體中產生收縮裂紋，影響到復合材料的各項性能。化學氣相滲積法(cvi)是上世紀60年代發展起來的一種制備方法，是在化學氣相沉積(cvd)基礎上研發的制備碳纖維陶瓷基復合材料工藝。該工藝在密閉反應室內，預設的滲積溫度下進行，前驅氣體烴擴散滲入預制體中發生熱解反應，并在預制體纖維的表面氣-固界面上完成沉積反應生成碳化硅陶瓷基體。cvi工藝能夠制備形狀復雜和纖維體積分數高的部件，具有纖維損傷小、預制體可設計性強、工藝靈活、適用范圍廣等優點，所制備的復合材料內部殘余應力小。但同時常規的等溫cvi工藝也存在著致密化周期長、前驅氣體利用率低、效率低、成本高等缺點；且cvi過程中的擴散反應和沉積反應互相制約，難以兼顧氣體擴散速度與碳化硅基體沉積速度。受溫度分布和氣體分布的影響，沉積的碳化硅基體密度難以均勻，容易發生“瓶頸效應”產生密度梯度。因此，尋求一種更好更合適的碳纖維增強碳化硅陶瓷基復合材料的制備方法就顯得極其重要。

技術實現要素：

針對現有技術中的缺陷，本發明旨在提供一種等離子體增強微波熱解制備陶瓷基復合材料方法及裝置，使得反應氣的利用率更高，制備周期更快。

第一方面，本發明提供的等離子體增強微波熱解制備陶瓷基復合材料方法，包括以下步驟：制備纖維預制體；將所述纖維預制體置于微波熱解爐內；將所述微波熱解爐抽真空；通過微波將所述微波熱解爐加熱至預設溫度；在所述微波熱解爐內施加射頻電場，并通入具備非極性分子結構的烴類反應氣；在預設壓力及所述預設溫度下，經過預設時間后，停止反應氣通入，停止微波加熱及射頻電場；將所述纖維預制體隨爐冷卻至室溫。

通過微波將微波熱解爐內的纖維預制體加熱；在所述微波熱解爐內施加射頻電場，并通入具備非極性分子結構的烴類反應氣；在射頻電場的作用下，非極性分子結構的烴類反應氣經化學反應生成氣態的陶瓷基復合材料基體，氣態的陶瓷基復合材料基體沉積于纖維預制體上，從而制備出陶瓷基復合材料。微波選擇性加熱的特性不會對非極性分子結構的烴類反應氣進行加熱，從而極大的限制了反應氣在進入纖維預制體之前的預熱解反應，即加熱纖維預制體的同時抑制反應氣在進入預制體之前的預熱解反應，從而提高反應氣的利用率；

微波的極化和催化作用使得纖維預制體表面攜帶極化電荷而成為表面反應新增的活性點；極性基團在微波能量場中高速震動，提高了由非極性分子結構的烴類反應氣經化學反應生成的氣態陶瓷基復合材料基體與纖維預制體表面的碰撞幾率，從而縮短纖維預制體的制備周期；同時，在射頻電場的作用下，非極性分子結構的烴類反應氣被離化為等離子體和電子，從而促進氣態的陶瓷基復合材料基體的擴散反應以及氣態的陶瓷基復合材料基體在纖維預制體氣固界面的沉積反應，即加速致密化反應的進行，提高制備周期；而且，電子攜帶的巨大能量能夠迅速打斷非極性分子結構的烴類反應氣的化學鍵，并提供能量加速氣體分子之間的碰撞，促進氣體反應的進行，進一步縮短了制備周期。

此外，射頻電場中等離子體中的正離子沉積在纖維預制體氣固界面上，隨著反應的進行，纖維預制體外表面密度高于纖維預制體的中心密度，恰好彌補了微波加熱中陶瓷基復合材料外表面密度低于中心密度的缺點，從而制備出密度更均勻的陶瓷基復合材料；等離子體的高速運動也會對氣固界面處的雜質起到一定的沖刷作用，使陶瓷基復合材料基體的純度更高；射頻電場中的等離子體為擴散反應和沉積反應提供能量，使得制備過程中所需的溫度和壓強更低；同時，電子在外電場的加速下具有極高的動能，能夠破壞非極性分子結構的烴類反應氣的化學鍵，并為沉積反應提供能量，從而進一步使制備過程在較低的溫度和壓強下即可進行。

在本發明的進一步實施方式中，所述纖維預制體為碳纖維預制體，并通過3d立體編織技術制備而成。采用碳纖維預制體以便制備出碳纖維增強的陶瓷基復合材料。采用3d立體編織技術，不會受限于陶瓷基復合材料的結構，3d立體編織技術可以制備出形狀特殊、結構復雜的纖維預制體，從而制備出任何形狀和結構的陶瓷基復合材料；同時，纖維預制體的密度也可以很好的控制，且可以得到表面光滑的纖維預制體。

在本發明的進一步實施方式中，所述通入的非極性分子結構的烴類反應氣包括甲烷和硅烷，或丙烯和硅烷；流量為0.01m³·h^－1-0.20m³·h^－1。甲烷和硅烷，或丙烯和硅烷在射頻電場的作用下，生成氣態的碳化硅陶瓷基復合材料基體；從而將生成的氣態的碳化硅陶瓷基復合材料基體沉積于纖維預制體表面，生成纖維增強碳化硅陶瓷基復合材料。控制通入的甲烷和硅烷，或丙烯和硅烷氣體的流量為0.01m³·h^－1-0.20m³·h^－1；如果非極性分子結構的烴類反應氣的流量過大，會導致非極性分子結構的烴類反應氣浪費，同時使得陶瓷基復合材料的表層密度過大；如果非極性分子結構的烴類反應氣流量過小，會使得陶瓷基復合材料的表層密度不足而影響陶瓷基復合材料的性能。

在本發明的進一步實施方式中，所述射頻電場的功率為500w-1000w。如果射頻電場的功率過大，會導致陶瓷基復合材料的表層密度過大；如果射頻電場的功率過小，會導致陶瓷基復合材料的表層密度過小而使得密度不均勻。

在本發明的進一步實施方式中，所述微波加熱的微波功率為5kw-10kw，所述預設溫度為700℃-900℃。如果微波功率過大，會導致陶瓷基復合材料的中心密度過大；如果微波功率過小，會導致陶瓷基復合材料的中心密度過小。如果預設溫度過低，會導致陶瓷基復合材料基體的晶粒生長速度增長緩慢，即晶粒生長的傾向愈低；在長制備周期中，低的晶粒生長傾向會導致晶界總長度減少，從而不利于陶瓷基復合材料的高溫性能；而如果預設溫度過高，會導致陶瓷基復合材料基體晶粒的雜質在晶界處偏聚。

在本發明的進一步實施方式中，所述抽真空的真空度小于10pa。真空度小于10pa，從而保證整個過程在真空狀態下進行，沒有雜質氣體的存在，可以使制備出的陶瓷基復合材料的純度更高。

在本發明的進一步實施方式中，所述預設時間大于20小時；所述預設壓力小于30kpa。預設時間大于20小時，可以使沉積更完全，得到各方面性質更好的陶瓷基復合材料；預設壓力小于30kpa,可以使陶瓷基復合材料的密度更均勻；當預設壓力大于30kpa時，會影響陶瓷基復合材料的界面結構，從而使陶瓷基復合材料的密度不均勻。

第二方面，本發明提供的等離子體增強微波熱解制備陶瓷基復合材料的裝置，包括：爐體，用于放置纖維預制體；所述爐體上設有反應氣入口、抽氣口及排氣口；所述反應氣入口用于通入反應氣；所述抽氣口連接有真空泵；所述排氣口用于排出爐體內的氣體；所述爐體內設有用于產生射頻電場的電極，所述電極連接有射頻電源；所述爐體內還設有用于給所述纖維預制體加熱的微波加熱裝置。

制備陶瓷基復合材料時，將纖維預制體放于爐體中，通過連接于抽氣口的真空泵將爐體內抽至真空；采用設置于爐體內的微波加熱裝置加熱纖維預制體；打開射頻電源，通過設置于爐體內的電極產生射頻電場；通過反應氣入口通入反應氣；設置于爐體上的排氣口用于將爐體內的廢氣排出，從而使得爐體內不存在多余的廢氣。

在本發明的進一步實施方式中，所述反應氣入口與氣體混合室連接，所述氣體混合室設有多個氣體入口；每一個氣體入口上均設有氣體流量控制系統。通過多個氣體入口通入不同的反應氣，不同的反應氣進入氣體混合室混合；設置于每一個氣體入口上的氣體流量控制系統用于監測各通入的氣體的流量，從而使通入的反應氣處于所需的流量狀態。

在本發明的進一步實施方式中，所述爐體上還設有用于控制爐內溫度的溫度控制系統；所述爐體上還設有用于控制爐內壓力的壓力控制系統。溫度控制系統用于控制爐內的加熱溫度，從而更方便的檢測和調控微波加熱的溫度；壓力控制系統用于控制爐內的壓力，從而使制備過程可以在所需的壓力狀態下進行。

附圖說明

圖1為本發明實施例中的等離子體增強微波熱解制備陶瓷基復合材料方法的流程圖；

圖2為本發明實施例中的等離子體增強微波熱解制備陶瓷基復合材料裝置的示意圖；

圖3為本發明實施例中的另一種等離子體增強微波熱解制備陶瓷基復合材料裝置的示意圖；

圖中：

1、微波加熱裝置；2、電極；3、抽氣口；4、射頻電源；5、氣體混合室；

6、反應氣入口；7、真空泵；8、排氣口；9、氣體流量控制系統。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發明技術方案的實施例進行詳細的描述。以下實施例僅用于更加清楚的說明本發明的技術方案，因此只作為實例，而不能以此來限制本發明的保護范圍。

圖1為本發明實施例中的等離子體增強微波熱解制備陶瓷基復合材料方法的流程圖；如圖1所示，本發明提供的等離子體增強微波熱解制備陶瓷基復合材料方法，包括以下步驟：

s101：制備纖維預制體。其中，纖維預制體為碳纖維預制體，并經3d立體編織技術制備而成。采用碳纖維預制體以便制備出碳纖維增強的陶瓷基復合材料。采用3d立體編織技術，不會受限于陶瓷基復合材料的結構，3d立體編織技術可以制備出形狀特殊、結構復雜的纖維預制體，從而制備出任何形狀和結構的陶瓷基復合材料；同時，纖維預制體的密度也可以很好的控制，且可以得到表面光滑的纖維預制體。

s102：將所述纖維預制體置于微波熱解爐內。將纖維預制體置于微波熱解爐內，從而可以借助微波的一系列特性生產出各方面性質更好的陶瓷基復合材料。

s103：將所述微波熱解爐抽真空。其中，所述抽真空的真空度小于10pa。真空度小于10pa，可以保證整個過程在真空狀態下進行，沒有雜質氣體的存在，可以使制備出的陶瓷基復合材料的純度更高。

s104：通過微波將所述微波熱解爐加熱至預設溫度。其中，所述微波加熱的微波功率為5kw-10kw，所述預設溫度為700℃-900℃。利用微波選擇性加熱的特性可以制備出外表面密度低而中心密度高的陶瓷基復合材料。微波功率為5kw-10kw，因為如果微波功率過大，會導致陶瓷基復合材料的中心密度過大；如果微波功率過小，會導致陶瓷基復合材料的中心密度過小。如果預設溫度過低，會導致陶瓷基復合材料基體的晶粒生長速度增長緩慢，即晶粒生長的傾向愈低；在長制備周期中，低的晶粒生長傾向會導致晶界總長度減少，從而不利于陶瓷基復合材料的高溫性能；而如果預設溫度過高，會導致陶瓷基復合材料基體晶粒的雜質在晶界處偏聚。

s105：在所述微波熱解爐內施加射頻電場，并通入具備非極性分子結構的烴類反應氣。其中，所述射頻電場的功率為500w-1000w；所述通入的非極性分子結構的烴類反應氣包括甲烷和硅烷，或丙烯和硅烷；流量為0.01m³·h^－1-0.20m³·h^－1。如果射頻電場的功率過大，會導致陶瓷基復合材料的表層密度過大；如果射頻電場的功率過小，會導致陶瓷基復合材料的表層密度過小而使得密度不均勻。通入的甲烷和硅烷，或丙烯和硅烷氣體在射頻電場的作用下，生成氣態的碳化硅陶瓷基復合材料基體；從而將生成的氣態的碳化硅陶瓷基復合材料基體沉積于纖維預制體表面，生成纖維增強碳化硅陶瓷基復合材料。控制通入的甲烷和硅烷，或丙烯和硅烷氣體的流量為0.01m³·h^－1-0.20m³·h^－1；如果非極性分子結構的烴類反應氣的流量過大，會導致非極性分子結構的烴類反應氣浪費，同時使得陶瓷基復合材料的表層密度過大；如果非極性分子結構的烴類反應氣流量過小，會使得陶瓷基復合材料的表層密度不足而影響陶瓷基復合材料的性能。

s106：在預設壓力及所述預設溫度下，經過預設時間后，停止反應氣通入，停止微波加熱及射頻電場。其中，所述預設時間大于20小時；所述預設壓力小于30kpa。預設時間大于20小時，可以使沉積更完全，得到各方面性質更好的陶瓷基復合材料；預設壓力小于30kpa,可以使陶瓷基復合材料的密度更均勻；當預設壓力大于30kpa時，會影響陶瓷基復合材料的界面結構，從而使陶瓷基復合材料的密度不均勻。

s107：將所述纖維預制體隨爐冷卻至室溫。隨爐冷卻至室溫后，即可得到陶瓷基復合材料。

制備過程中，微波選擇性加熱的特性不會對非極性分子結構的烴類反應氣進行加熱，從而極大的限制了混合的甲烷和硅烷，或丙烯和硅烷在進入纖維預制體之前的預熱解反應，即加熱纖維預制體的同時抑制甲烷和硅烷，或丙烯和硅烷在進入預制體之前的預熱解反應，從而提高非極性分子結構的烴類反應氣的利用率。

微波的極化和催化作用使得纖維預制體表面攜帶極化電荷而成為表面反應新增的活性點；極性基團在微波能量場中高速震動，提高了由非極性分子結構的烴類反應氣經化學反應生成的氣態陶瓷基復合材料基體與纖維預制體表面的碰撞幾率，從而縮短纖維預制體的制備周期；同時，在射頻電場的作用下，非極性分子結構的烴類反應氣被離化為等離子體和電子，從而促進氣態的陶瓷基復合材料基體的擴散反應以及氣態的陶瓷基復合材料基體在纖維預制體氣固界面的沉積反應，即加速致密化反應的進行，提高制備周期；而且，電子攜帶的巨大能量能夠迅速打斷甲烷和硅烷，或丙烯和硅烷的化學鍵，并提供能量加速氣體分子之間的碰撞，促進氣體反應的進行，進一步縮短了制備周期。

此外，射頻電場中等離子體中的正離子沉積在纖維預制體氣固界面上，隨著反應的進行，纖維預制體外表面密度高于纖維預制體的中心密度，恰好彌補了微波加熱中陶瓷基復合材料外表面密度低于中心密度的缺點，從而制備出密度更均勻的陶瓷基復合材料；等離子體的高速運動也會對氣固界面處的雜質起到一定的沖刷作用，使陶瓷基復合材料基體的純度更高；射頻電場中的等離子體為擴散反應和沉積反應提供能量，使得制備過程中所需的溫度和壓強更低；同時，電子在外電場的加速下具有極高的動能，能夠破壞非極性分子結構的烴類反應氣的化學鍵，并為沉積反應提供能量，從而進一步使制備過程在較低的溫度和壓強下即可進行。

下面結合具體實施例對本發明作進一步說明。

實施例一

將碳纖維經3d立體編織技術制備成碳纖維預制體，將碳纖維預制體置于真空干燥箱內100℃烘干，冷卻至室溫；將纖維預制體置于微波熱解爐內，打開真空泵，將微波熱解爐內空氣抽盡后通入氬氣，反復進行兩次以上；將微波熱解爐內的壓力抽至真空度為7pa；打開微波裝置，微波功率調至5kw，微波加熱碳纖維預制體至預設溫度700℃；打開射頻電源，將射頻功率調至500w，對微波熱解爐內施加射頻電場；待溫度和功率穩定之后，以流量為0.01m³·h^－1的速度通入甲烷氣體和硅烷氣體；在預設壓力為30kpa時條件下，沉積20小時，將沉積后的產物稱重，當相鄰兩次沉積后的產物的重量差在1％以內時，停止甲烷氣體和硅烷氣體的通入，停止微波加熱及射頻電場；將所述纖維預制體隨爐冷卻至室溫，得到碳纖維增強碳化硅陶瓷基復合材料。

實施例二

將碳纖維經3d立體編織技術制備成碳纖維預制體，將碳纖維預制體置于真空干燥箱內100℃烘干，冷卻至室溫；將纖維預制體置于微波熱解爐內，打開真空泵，將微波熱解爐內空氣抽盡后通入氬氣，反復進行兩次以上；將微波熱解爐內的壓力抽至真空度為10pa；打開微波裝置，微波功率調至10kw，微波加熱碳纖維預制體至預設溫度900℃；打開射頻電源，將射頻功率調至1000w，對微波熱解爐內施加射頻電場；待溫度和功率穩定之后，以流量為0.20m³·h^－1的速度通入甲烷氣體和硅烷氣體；在預設壓力為25kpa時條件下，沉積25小時，將沉積后的產物稱重，當相鄰兩次沉積后的產物的重量差在1％以內時，停止甲烷氣體和硅烷氣體的通入，停止微波加熱及射頻電場；將所述纖維預制體隨爐冷卻至室溫，得到碳纖維增強碳化硅陶瓷基復合材料。

實施例三

將碳纖維經3d立體編織技術制備成碳纖維預制體，將碳纖維預制體置于真空干燥箱內100℃烘干，冷卻至室溫；將纖維預制體置于微波熱解爐內，打開真空泵，將微波熱解爐內空氣抽盡后通入氬氣，反復進行兩次以上；將微波熱解爐內的壓力抽至真空度為5pa；打開微波裝置，微波功率調至8kw，微波加熱碳纖維預制體至預設溫度800℃；打開射頻電源，將射頻功率調至800w，對微波熱解爐內施加射頻電場；待溫度和功率穩定之后，以流量為0.10m³·h^－1的速度通入丙烯氣體和硅烷氣體；在預設壓力為20kpa時條件下，沉積30小時，將沉積后的產物稱重，當相鄰兩次沉積后的產物的重量差在1％以內時，停止丙烯氣體和硅烷氣體的通入，停止微波加熱及射頻電場；將所述纖維預制體隨爐冷卻至室溫，得到碳纖維增強碳化硅陶瓷基復合材料。

實施例四

將碳纖維經3d立體編織技術制備成碳纖維預制體，將碳纖維預制體置于真空干燥箱內100℃烘干，冷卻至室溫；將纖維預制體置于微波熱解爐內，打開真空泵，將微波熱解爐內空氣抽盡后通入氬氣，反復進行兩次以上；將微波熱解爐內的壓力抽至真空度為5pa；打開微波裝置，微波功率調至7kw，微波加熱碳纖維預制體至預設溫度800℃；打開射頻電源，將射頻功率調至700w，對微波熱解爐內施加射頻電場；待溫度和功率穩定之后，打開氣體流量控制系統，按照1:1的比例以0.10m³·h^－1的速度同時通入丙烯氣體和硅烷氣體；在預設壓力為15kpa時條件下，沉積30小時，將沉積后的產物稱重，當相鄰兩次沉積后的產物的重量差在1％以內時，停止丙烯氣體和硅烷氣體的通入，停止微波加熱及射頻電場；將所述纖維預制體隨爐冷卻至室溫，得到碳纖維增強碳化硅陶瓷基復合材料。

當然，除了實施例一至實施例四列舉的情況，其他微波功率、預設溫度、射頻功率、非極性分子結構的烴類反應氣的流量也是可以的；只是在實施例一至實施例四列舉的情況下，反應氣的利用率更高，制備周期更快。

另外，針對本發明的等離子體增強微波熱解制備陶瓷基復合材料的方法，本發明專門設計了實施該方法的等離子體增強微波熱解制備陶瓷基復合材料裝置，也具體存在以下實施方式：

實施例五

圖2為本發明實施例中的等離子體增強微波熱解制備陶瓷基復合材料裝置的示意圖；如圖2所示，本發明提供的等離子體增強微波熱解制備陶瓷基復合材料的裝置，包括爐體，用于放置纖維預制體；所述爐體上設有反應氣入口6、抽氣口3及排氣口8；所述反應氣入口用于通入反應氣；所述抽氣口連接有真空泵7；所述排氣口用于排出爐體內的氣體；所述爐體內設有用于產生射頻電場的電極2，所述電極連接有射頻電源4；所述爐體內還設有用于給所述纖維預制體加熱的微波加熱裝置1。

制備陶瓷基復合材料時，將纖維預制體放于爐體中，通過連接于抽氣口的真空泵將爐體內抽至真空；采用設置于爐體內的微波加熱裝置加熱纖維預制體；打開射頻電源，通過設置于爐體內的電極產生射頻電場，通過反應氣入口通入反應氣；設置于爐體上的排氣口用于將爐體內的廢氣排出，從而使得爐體內不存在多余的廢氣。采用這種裝置，可以在制備陶瓷基復合材料時，反應氣的利用率更高，制備周期更快。

另外，對于反應氣入口的結構，也具體存在以下實施方式：

實施例六

圖3為本發明實施例中的另一種等離子體增強微波熱解制備陶瓷基復合材料裝置的示意圖；如圖3所示，反應氣入口6與氣體混合室5連接，所述氣體混合室設有多個氣體入口；每一個氣體入口上均設有氣體流量控制系統9。通過多個氣體入口通入不同的反應氣，不同的反應氣進入氣體混合室混合；設置于每一個氣體入口上的氣體流量控制系統用于監測各通入的氣體的流量，從而使通入的反應氣處于所需的流量狀態。采用這種裝置，可以使得制備陶瓷基復合材料時，反應氣的利用率更高，制備周期更快。

另外，對于爐體，也具體存在以下實施方式：

實施例七

所述爐體上還設有用于控制爐內溫度的溫度控制系統；所述爐體上還設有用于控制爐內壓力的壓力控制系統。溫度控制系統用于控制爐內的加熱溫度，從而更方便的檢測和調控微波加熱的溫度；壓力控制系統用于控制爐內的壓力，從而使制備過程可以在所需的壓力狀態下進行。溫度控制系統和壓力控制系統的存在，可以更好的檢測制備陶瓷基復合材料的過程，從而使反應氣的利用率更高，制備周期更快。

當然，除了實施例五至實施例七列舉的情況采用其他裝置制備陶瓷基復合材料也是可以的；只是采用本發明提供的等離子體增強微波熱解制備陶瓷基復合材料的裝置，反應氣的利用率更高，制備周期更快。

另外，將采用本發明的等離子體增強微波熱解制備陶瓷基復合材料方法及裝置的反應氣利用率與化學氣相滲積法的反應氣利用率比較，具體如表1所示：

表1反應氣的利用率比較

將采用本發明的等離子體增強微波熱解制備陶瓷基復合材料方法及裝置的制備周期與化學氣相滲積法、液相浸漬法的制備周期比較，具體如表2所示：

表2制備周期比較

本發明提供的等離子體增強微波熱解制備陶瓷基復合材料方法及裝置，反應氣的利用率更高，制備周期更快。

在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結合和組合。

盡管上面已經示出和描述了本發明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發明的限制，本領域的普通技術人員在本發明的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。