碳改性C-SiC復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能.pdf

1、C/SiC復(fù)合材料具有低密度、高強(qiáng)度、耐高溫、抗燒蝕和抗沖刷等一系列優(yōu)異性能，同時(shí)具有比C/C復(fù)合材料更好的抗氧化性。C/SiC復(fù)合材料在高推重比航空發(fā)動(dòng)機(jī)、超高聲速?zèng)_壓發(fā)動(dòng)機(jī)、航空航天往返防熱系統(tǒng)、液體發(fā)動(dòng)機(jī)和固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)等武器裝備領(lǐng)域，以及在先進(jìn)摩擦及離合器系統(tǒng)等剎車(chē)工業(yè)領(lǐng)域具有非常廣闊的應(yīng)用前景。然而，需要采用陶瓷基復(fù)合材料制備的構(gòu)件種類(lèi)繁多，如機(jī)翼前緣、燃燒室、噴管、熱防護(hù)材料、剎車(chē)盤(pán)、以及要求極低的熱膨脹系數(shù)的太空反射鏡、陶

2、瓷支架、刻度盤(pán)等，它們的工作條件各不相同，因而對(duì)C/SiC復(fù)合材料的力學(xué)性能、熱物理性能和環(huán)境性能的要求也不盡相同。為了使C/SiC復(fù)合材料的性能可在很大范圍內(nèi)變化，以便滿足各種構(gòu)件的使用要求，必須對(duì)其顯微結(jié)構(gòu)及相成分進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)。本文采用減壓化學(xué)氣相滲透法制備了基體為PyC/SiC交替疊層的C/C-SiC復(fù)合材料，研究了PyC的引入位置和引入量對(duì)C/C-SiC復(fù)合材料力學(xué)性能和抗氧化性能的影響，主要研究?jī)?nèi)容與研究結(jié)果如下：

3、(1)研究了PyC的引入位置和引入量對(duì)2DC/C-SiC復(fù)合材料力學(xué)性能的影響，表明PyC的引入可以顯著提高復(fù)合材料的斷裂韌性、斷裂功及斷裂應(yīng)變，抗彎強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度及拉伸模量基本保持不變。纖維束外部基體中PyC的引入不利于提高2DC/C-SiC復(fù)合材料的力學(xué)性能。 (2)研究了PyC的引入位置和引入量對(duì)3DC/C-SiC復(fù)合材料力學(xué)性能的影響，表明纖維束外部的PyC層降低了復(fù)合材料的抗彎強(qiáng)度和斷裂韌性，但可以明顯提高拉伸強(qiáng)度、拉

4、伸模量及斷裂應(yīng)變。 (3)研究了PyC的引入位置和引入量對(duì)2DC/C-SiC復(fù)合材料抗氧化性能的影響，表明2DC/SiC與2DC/C-SiC復(fù)合材料具有相似的氧化行為，受缺陷控制。2DC/SiC與2DC/C-SiC復(fù)合材料在700℃、1000℃、1300℃時(shí)都表現(xiàn)為氧化失重，且都在700℃氧化失重率最大，1000℃時(shí)氧化失重率最小；2DC/SiC與2DC/C-SiC復(fù)合材料在空氣中恒溫氧化時(shí)表現(xiàn)出完全相似的氧化動(dòng)力學(xué)行為和殘余強(qiáng)