热压工艺对SiC纤维增强TB8复合材料组织影响研究

发布时间：2021-08-28 05:29

　　通过箔-纤维-箔法制备了Si C纤维增强TB8复合材料,采用光学电子显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）和电子探针（EPMA）对复合材料的微观组织进行表征与分析,研究了真空热压复合时压力、温度和时间工艺参数对Si C纤维增强TB8复合材料微观组织的影响规律。结果表明:压力对复合材料基体与基体以及纤维与基体的结合有着显著影响,而温度对纤维与基体界面反应层影响较大。通过热压工艺的优化,可以有效控制界面反应层厚度,获得组织优良的Si Cf/TB8复合材料。 

【文章来源】：钛工业进展. 2020,37(02)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

纤维间距0.2 mm的Si C纤维布宏观形貌

箔-纤维-箔法制备SiCf/TB8复合材料的复合过程主要包括TB8基体材料发生大塑性变形，挤入到纤维的间隙中和挤入间隙后的箔材相互接触在一起，通过扩散连接形成整体无缺陷的复合材料。图2所示为TB8箔材塑性变形及扩散连接过程。施压前，TB8箔材保持平直，如图2a所示;逐渐施加压力后，TB8箔材开始发生大塑性变形，如图2b所示;进一步施加压力，相邻2片箔材开始接触，如图2c所示;在压力作用下箔材间进一步接触并发生扩散连接，如图2d所示;扩散连接完成，焊合率达100%，如图2e所示。在TB8箔材间获得良好结合的同时，TB8基体与SiC纤维间发生化学反应和元素扩散，从而获得冶金结合，并形成一定厚度的界面反应层。2.2 热压压力对复合材料基体结合的影响

固定热压温度为880℃，保温时间为2 h，探究热压压力对Si Cf/TB8复合材料微观组织的影响规律。图3为真空热压压力为30 MPa时(工艺Ⅲ)，SiCf/TB8复合材料的微观组织。从图3可以看出，由于压力不足，复合材料中出现大量因箔材未完全结合而形成的孔洞，且箔材结合不佳位置具有一定的规律性，都出现在纤维排布较密的区域。TB8箔材的塑性变形及扩散连接过程受到3方面的影响，分别为TB8箔材本身的性能(如塑性流动特性等)、热压工艺参数以及几何参数(如纤维直径、箔材厚度、纤维间距等)。当材料和几何参数确定时，Si Cf/TB8复合材料基体结合情况受压力影响显著。由于纤维排布并非完全均匀，纤维间距越小的地方，箔材挤入纤维间需要的塑性变形程度越大，当压力不足时，箔材的塑性变形不充分，造成局部基体箔材未完全接触及扩散连接，从而形成缺陷。

【参考文献】：
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本文编号：3367893