碳-碳化硅復合材料熱膨脹行為研究.pdf

1、該文采用熱膨脹儀和掃描電鏡(SEM)等分析手段,從材料界面熱應力的變化和微結(jié)構(gòu)改變的角度,研究了C/SiC復合材料的熱膨脹系數(shù)及其隨溫度的演變規(guī)律,分析了其演變機理,以及編織結(jié)構(gòu)、高溫處理工藝和界面層厚度等對復合材料熱膨脹行為的影響.主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下:(1)研究了C/SiC復合材料熱膨脹系數(shù)隨溫度的變化規(guī)律.結(jié)果表明,C/SiC復合材料的熱膨脹系數(shù)隨溫度的變化規(guī)律是纖維和基體相互限制、相互競爭的結(jié)果,它隨界面熱應力的變化而變化.C

2、/SiC復合材料的軸向熱膨脹系數(shù)隨溫度的升高線性上升,并在900℃達到最大值,而在900~1400℃之間出現(xiàn)臺階式下降.其徑向熱膨脹在低溫區(qū)域(<900℃)內(nèi)線性增加,與CVD SiC的熱膨脹十分接近,在高溫區(qū)域(>900℃)內(nèi)迅速降低,并在1200℃急劇回升.(2)研究了具有不同編織結(jié)構(gòu)的C/SiC復合材料的熱膨脹行為.結(jié)果表明,纖維的編織結(jié)構(gòu)不同,導致C/SiC復合材料內(nèi)部熱應力的分布和大小不同,使C/SiC復合材料表現(xiàn)出不同的熱膨

3、脹行為.各材料的低溫熱膨脹具有相似的變化規(guī)律,均呈線性上升,且在900℃左右達到最大值,但上升的速率不同;高溫熱膨脹規(guī)律各異.(3)研究了高溫處理對C/SiC復合材料熱膨脹行為的影響.結(jié)果表明,高溫處理可提高材料熱膨脹的高溫穩(wěn)定性,并通過改變復合材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)及界面熱應力,對熱膨脹系數(shù)產(chǎn)生影響.但高溫處理未改變C/SiC復合材料的基體裂紋愈合溫度(900℃).(4)研究了界面層厚度對C/SiC復合材料熱膨脹行為的影響.結(jié)果表明,當界面層厚