3D-C/SiC复合材料的损伤机理

摘要：

陶瓷基复合材料在热结构中潜在着许多用途,但对3D-C/SiC材料高温损伤尚不完全清楚.本工作用T300碳纤维编织为三维四向编织体,编织角22°,用CVI化学气相渗法在950℃～1 000℃沉积热解碳界面层、SiC基体.最终得到纤维体积分数约为40%、热解碳界面层厚度约0.2微米和空隙率为17%的复合材料,表面SiC涂层厚度为50μm.基体由于热应力和外力会产生许多微裂纹,用单向陶瓷基复合材料裂纹计算公式可大致估算出3D-C/SiC的基体开裂应力和裂纹间距.纤维束间的孔隙在蠕变中变形,孔隙表面基体易产生微裂纹,而且纤维束间的夹角不断改变.蠕变是损伤引起的,属于损伤蠕变机理.弯曲、断裂韧度、蠕变及疲劳等试验中,纤维束力图沿拉应力方向伸直,纤维束间相对滑动并产生损伤是细观主要的损伤机理.室温及疲劳循环应力低、循环周次多的断口粗糙度大,纤维拔出较长;高温及高应力、循环周次少的断口相对齐平,纤维拔出较短.纤维束与基体界面和纤维与基体界面的脱粘和滑动产生损伤中,以纤维束与基体之间的磨损产生的损伤为主要的,因此纤维束编织交叉处的损伤更大.

关键词：损伤机理、3D-C/SiC、纤维束、高温、界面

所属期刊栏目：26

分类号：TB332;O346.5(工程材料学)

在线出版日期：2004-08-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：307-312