高绝缘碳化硅纤维增强陶瓷基复合材料的制备与性能研究
发布时间：2021-01-28 06:26
碳化硅纤维增强陶瓷基复合材料具有抗高温氧化、高比强度和高韧性的特点,是航空航天领域理想的候选材料。利用具有不同电性能的碳化硅纤维制备陶瓷基复合材料,可以满足飞行器服役环境的多种电磁性能要求。本文以高绝缘碳化硅纤维布为增强体,经浸涂法制备La2O3涂层,浸渍陶瓷悬浮液获得陶瓷预制体;基于先驱体浸渍烧结法,压力浸渗BN、Al2O3、Na2O·nSiO2与高岭土浆料（BANS）,叠压并固化烧结制备了SiCf/BANS复合材料。研究了La2O3涂层的制备工艺,探究涂层对纤维抗氧化性能的影响;通过基体的相组成与微观形貌,提出基体的形成机理;测试了复合材料的力学性能与介电性能,分析纤维对材料性能的影响并提出涂层的作用机理;探讨复合材料的高温抗氧化性能,提出相应的增强机理与纤维损伤机理,具体结论如下:（1）涂层制备工艺的研究表明,经4wt%的La（CH2COOH）3
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同类型SiC纤维在大气中10h热处理后的拉伸强度（左）；1673K×10h热处理后纤维截面（右a）与其中气孔的放大图（右b）
强界面结合可以传递载荷，从而提升复合材料的强度[12, 19]。图 1.2 为弱界面结合以及强界面结合时纤维与基体间的裂纹偏转示意图[19]。如图1.2(a)所示，纤维与基体间以强界面结合，基体与纤维间的结合力较强，不易脱粘。当基体中的裂纹拓展到纤维界面时，裂纹会在界面层中出现偏转，分散为多个细小的短裂纹，由于短裂纹较为细小，基体可以承受的裂纹密度大大提升，从而可以允许基体材料的多次开裂。一方面，界面层的大量细小裂纹间产生的多层摩擦以及基体的多次开裂都能增
相比于 PyC 涂层，SiC 涂层与 BN 涂层具有较好的高温抗氧化性能，高温时能够长时间保持性能，从而降低高温氧化气氛对纤维的损伤[18]。Liu 等[25]通过 CVD 工艺在碳化硅纤维表面制备了一层 SiC 界面层（如图 1.3），并通过 PIP 法制备了 SiCf/SiC 复合材料，发现 SiC 涂层的引入有效的提升了复合材料的抗弯强度，且复合材料的断裂方式由脆性断裂转变为韧性断裂。
【参考文献】：
期刊论文
[1]CVI-PIP法制备连续纤维增韧碳化硅基复合材料的研究[J]. 曹静,王永锋. 铸造技术. 2015(02)
[2]氧化物/氧化物陶瓷基复合材料的研究进展[J]. 王义,刘海韬,程海峰,王军. 无机材料学报. 2014(07)
[3]以新型先驱体浸渍裂解制备SiC/SiC复合材料弯曲性能研究[J]. 罗征,周新贵,余金山,王飞. 稀有金属材料与工程. 2013(S1)
[4]天线罩用宽频透波材料的发展现状[J]. 余娟丽,陈磊,吕毅,赵英民,裴雨辰. 宇航材料工艺. 2013(02)
[5]Dielectric and Electromagnetic Wave Absorbing Properties of Two Types of SiC Fibres with Different Compositions[J]. Fang Ye,Litong Zhang,Xiaowei Yin,Yongsheng Liu,Laifei Cheng. Journal of Materials Science & Technology. 2013(01)
[6]凝胶自蔓延燃烧法制备纳米La2O2CO3粉体[J]. 张海瑞,储刚. 中国粉体技术. 2011(05)
[7]水玻璃的固化机理及其提高耐水性途径分析[J]. 康永. 陶瓷科学与艺术. 2011(03)
[8]SiCf/SiO2复合材料的制备及界面层对其力学性能的影响[J]. 张标,周万城,于威,罗发,丁冬海,朱冬梅. 精细化工. 2010(11)
[9]2.5维碳化硅纤维增强碳化硅复合材料的力学性能（英文）[J]. 于新民,周万城,郑文景,罗发. 硅酸盐学报. 2008(11)
[10]短切SiC纤维对LAS玻璃陶瓷复合材料性能的影响[J]. 李玉琴,罗发,李鹏,朱冬梅,周万城,林晓秋. 材料导报. 2008(06)
硕士论文
[1]钠水玻璃耐高温胶粘剂的研究及工程应用[D]. 胡文垒.华南理工大学 2011
本文编号：3004511
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同类型SiC纤维在大气中10h热处理后的拉伸强度（左）；1673K×10h热处理后纤维截面（右a）与其中气孔的放大图（右b）
强界面结合可以传递载荷，从而提升复合材料的强度[12, 19]。图 1.2 为弱界面结合以及强界面结合时纤维与基体间的裂纹偏转示意图[19]。如图1.2(a)所示，纤维与基体间以强界面结合，基体与纤维间的结合力较强，不易脱粘。当基体中的裂纹拓展到纤维界面时，裂纹会在界面层中出现偏转，分散为多个细小的短裂纹，由于短裂纹较为细小，基体可以承受的裂纹密度大大提升，从而可以允许基体材料的多次开裂。一方面，界面层的大量细小裂纹间产生的多层摩擦以及基体的多次开裂都能增
相比于 PyC 涂层，SiC 涂层与 BN 涂层具有较好的高温抗氧化性能，高温时能够长时间保持性能，从而降低高温氧化气氛对纤维的损伤[18]。Liu 等[25]通过 CVD 工艺在碳化硅纤维表面制备了一层 SiC 界面层（如图 1.3），并通过 PIP 法制备了 SiCf/SiC 复合材料，发现 SiC 涂层的引入有效的提升了复合材料的抗弯强度，且复合材料的断裂方式由脆性断裂转变为韧性断裂。
【参考文献】：
期刊论文
[1]CVI-PIP法制备连续纤维增韧碳化硅基复合材料的研究[J]. 曹静,王永锋. 铸造技术. 2015(02)
[2]氧化物/氧化物陶瓷基复合材料的研究进展[J]. 王义,刘海韬,程海峰,王军. 无机材料学报. 2014(07)
[3]以新型先驱体浸渍裂解制备SiC/SiC复合材料弯曲性能研究[J]. 罗征,周新贵,余金山,王飞. 稀有金属材料与工程. 2013(S1)
[4]天线罩用宽频透波材料的发展现状[J]. 余娟丽,陈磊,吕毅,赵英民,裴雨辰. 宇航材料工艺. 2013(02)
[5]Dielectric and Electromagnetic Wave Absorbing Properties of Two Types of SiC Fibres with Different Compositions[J]. Fang Ye,Litong Zhang,Xiaowei Yin,Yongsheng Liu,Laifei Cheng. Journal of Materials Science & Technology. 2013(01)
[6]凝胶自蔓延燃烧法制备纳米La2O2CO3粉体[J]. 张海瑞,储刚. 中国粉体技术. 2011(05)
[7]水玻璃的固化机理及其提高耐水性途径分析[J]. 康永. 陶瓷科学与艺术. 2011(03)
[8]SiCf/SiO2复合材料的制备及界面层对其力学性能的影响[J]. 张标,周万城,于威,罗发,丁冬海,朱冬梅. 精细化工. 2010(11)
[9]2.5维碳化硅纤维增强碳化硅复合材料的力学性能（英文）[J]. 于新民,周万城,郑文景,罗发. 硅酸盐学报. 2008(11)
[10]短切SiC纤维对LAS玻璃陶瓷复合材料性能的影响[J]. 李玉琴,罗发,李鹏,朱冬梅,周万城,林晓秋. 材料导报. 2008(06)
硕士论文
[1]钠水玻璃耐高温胶粘剂的研究及工程应用[D]. 胡文垒.华南理工大学 2011
本文编号：3004511
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3004511.html
