3D-C-SiC在環(huán)境介質(zhì)中的熱震、疲勞和疲勞-蠕變損傷.pdf

1、3D-C/SiC是一種新型的超高溫?zé)峤Y(jié)構(gòu)材料,在航空航天和高溫?zé)峤Y(jié)構(gòu)領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景.文獻(xiàn)中對其常規(guī)力學(xué)性能研究較多,而對其熱震和疲勞/蠕變交互作用行為鮮見報道.研究3D-C/SiC熱震和疲勞/蠕變交互作用行為和積累更全面的性能數(shù)據(jù),對改進(jìn)該材料、工程設(shè)計和應(yīng)用具有重要的意義.該文研究了3D-C/SiC在空氣介質(zhì)下的熱震損傷規(guī)律和在三種介質(zhì)(氬氣、干氧和濕氧)下的疲勞/蠕變的損傷規(guī)律.3D-C/SiC是用T300碳纖維編織成三維四

2、向編織體,CVI法在950-1000℃致密,纖維體積分?jǐn)?shù)為40-45％,密度為2.01g/cm<'3>和孔隙率為17％,用于疲勞/蠕變交互作用試驗(yàn)熱解碳界面層厚度約0.2μm;用于熱震試驗(yàn)的有三種界面層厚度分別是熱解碳沉積時間10小時、20小時、30小時獲得.3D-C/SiC用彈性模量和電阻表征的熱震損傷曲線有相似的規(guī)律,即都大致由三階段構(gòu)成,首先是損傷急劇增加階段,緊接著是損傷緩慢增加階段,最后為損傷短暫的急劇增加階段.個別電阻表征的

3、熱震損傷曲線僅在初始階段損傷有下降現(xiàn)象.3D-C/SiC復(fù)合材料的抗熱震性能明顯優(yōu)于重結(jié)晶SiC陶瓷材料;三種界面層的3D-C/SiC中,以熱解碳沉積時間為20小時獲得的界面層復(fù)合材料熱震壽命最長.3D-C/SiC復(fù)合材料在空氣介質(zhì)中的熱震損傷相應(yīng)大致分作三階段,主要損傷為碳化硅涂層剝落而導(dǎo)致的碳纖維的氧化.3D-C/SiC彈性模量隨著疲勞循環(huán)次數(shù)的增加總趨勢是減小的.疲勞/蠕變以電阻表征的損傷分為三個階段,即初始階段的減速損傷,中間階