高温氧化和铺层方式对C/SiC复合材料力学性能的影响

发布时间：2021-09-03 15:45

　　C/SiC复合材料以高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀和抗氧化性等一系列的优异性能成为了高超音速热防护系统、航空航天工业和武器系统应用中的候选材料,其应用越来越广泛。为进一步提高C/SiC复合材料构件的服役性能和可靠性,亟待发展先进的实验技术和实验装备,系统研究高温服役环境对C/SiC复合材料性能的影响。本文进一步完善了基于数字图像相关法的材料高温力学性能原位试验系统;采用先驱体浸渍裂解法制备了不同铺层方式的C/SiC复合材料样品,研究了铺层方式对C/SiC复合材料弯曲性能的影响;为进一步指导高温原位测试,系统研究了测试温度和氧化时间对C/SiC复合材料弯曲性能的影响;最后在氩气高温环境下原位表征了 C/SiC复合材料弯曲性能。本文结果对进一步优化C/SiC复合材料制备工艺、预测高温力学性能演变提供了重要参考。主要内容归纳如下:第一,开展了高温氧化对不同纤维排布方式的C/SiC复合材料力学性能和断裂机制的研究。采用先驱体浸渍裂解法（PIP）制备纤维排布分别为[0°/90°],[-45°/+45°]和[30°/60°]的3种不同编织预制体的C/SiC复合材料,结合DIC测试系统研究了高温氧化... 

【文章来源】：湘潭大学湖南省

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１?Ｃ／ＳｉＣ复合材料的应用［３】??１??

氩气环境中裂解得到最终产物Ｃ／ＳｉＣ复合材料。为了提高Ｃ／ＳｉＣ复合材料的致密??度，要考虑到裂解过程中纤维与基底热膨胀系数不同的问题，所以要进行多次浸??渍和裂解，不断重Ｍ该过程，以达到增大致密度的作用。具体流程如图１－３所示。??碳纤？维预制件｜?｜?（?（?ｉ???ｉ?（??—？浸渍一？固化一？裂解一？?Ｃ／ＳｉＣ复合材料??ＰＣＳ先驱体?一??图１－３先驱有机聚合物浸渍－裂解制备Ｃ／ＳｉＣ复合材料流程图??化学气相渗透法（ＣＶＩ）的制备原理是将气态的先驱有机聚合物送入编织好??的纤维表面进行复合，进而形成陶瓷基复合材料。ＣＶＩ法制备Ｃ／ＳｉＣ复合材料??的过程是首先通过三维编织的方式对碳纤维进行编织，以此作为预制体，然后??对其进行热解碳处理，通过对三氯甲基硅烧（ＭＴＳ）进行特殊处理从而得到碳化眭??基体，然后就形成了?Ｃ／ＳｉＣ复合材料，这是ＣＶＩ法制备Ｃ／ＳｉＣ复合材料的传统??方法。??３??

（ａ）?（ｂ）??图１－５?（ａ）?Ｃ／ＳｉＣ复合材料制备燃烧室［１８］；?（ｂ）?Ｃ／ＳｉＣ复合材料制备进气管道〔１９］??由于防热／结构一体化热防护设计所需要材料的性能非常苛刻，而Ｃ／ＳｉＣ复??合材料具有耐高温，抗氧化，轻质等一系列优点可以满足该要求，因此美国Ｘ－３８??４??

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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本文编号：3381395