SiC/SiC复合材料力学性能的高温稳定性研究
发布时间：2021-08-03 04:14
SiC/SiC复合材料由于其比模量高、比强度高、耐高温性能优良等特点,目前已成为新一代航空发动机热端部件的重要候选材料。然而,长时间处于高温环境下,SiC/SiC复合材料的组成、结构以及性能会发生改变。因此,探究高温无氧环境下SiC/SiC材料的稳定性,将为进一步研究航空发动机实际燃烧环境下材料的性能变化提供重要参考。本文首先对SiC/SiC复合材料在12001500℃氩气保护环境下进行50小时的高温处理。采用X射线衍射仪（XRD）、带有能谱分析仪（EDS）的扫描电镜（SEM）对高温处理前后纤维和复合材料的晶体结构、表面和拉伸断口进行观察和元素分析。然后采用自行搭建的单纤维拉伸实验系统测量了高温处理前后纤维的拉伸强度,获得了纤维强度分布规律。采用电子拉伸试验机（ETM）测量了SiC/SiC小复合材料的拉伸强度,获得了应力应变响应曲线。采用自行搭建的陶瓷基复合材料（CMCs）裂纹实时观测系统对不同拉伸应力水平下裂纹的变化进行了观测和统计。基于剪滞模型,建立轴向拉伸应力应变曲线的初始斜率、第二线性段斜率和截距的理论值与细观参数之间的关系,并将理论值与实验值进行比较,从...
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
管式高温炉高温炉的辅助实验装置有真空泵、氩气罐、导管等
维分别放入两个石墨坩埚中，然后将石墨坩埚放入刚玉管内，并在刚玉行保温。保温砖的材料为 Al2O3。实验的具体过程如下：(1) 打开真空泵，对刚玉管进行抽真空，直至刚玉a。(2) 抽真空后，观察一段时间（10 分钟左右），查看压力表是否发生变置的密封性。若压力表示数逐渐增加，说明实验装置密封性不好，需立查每个连接处。具体检查过程为：往石英管内通氩气，使石英管内的压泡沫水涂抹每个连接处。若连接处存在漏气现象，则泡沫水会产生很大明显变化。对存在漏气的连接处，重新连接或者跟换连接装置。抽真空有发生变化，则进行下一步实验。(3) 向石英管内通入氩气，直至石英管后再次对石英管进行抽真空，并随后通入氩气，共进行 3 次抽真空-通氩尽量减少石英管内空气残留。(4) 打开高温炉，设置加热曲线。加热曲线温过程、保温过程和降温过程。对于本文使用的加热炉，升温速率不宜度没有要求。1300℃和 1500℃高温处理的理论加热曲线分别如图 2.2(a)和
SM-6360L 的扫描电镜对不同处理温度后纤维表面助辅助装置能谱仪（EDS）测量微元区的元素组波对纤维和复合材料试件进行清洗。目的是除去析。Cs 室温力学性能又称为 CMCs 高温残余室温力学。对 CMCs 复合材料而言，单向拉伸性能是其室结构的限制，SiC/SiC 小复合材料不适用于其他宏/SiC 小复合材料单向拉伸相关的宏细观力学性能 SiC/SiC 小复合材料试件尺寸如图 2.3 所示。由于而防止实验过程中试件被压碎。加强片的尺寸如粘贴在复合材料试件上。
【参考文献】：
期刊论文
[1]SiC/SiC复合材料高温力学性能研究[J]. 谢巍杰,陈明伟. 人工晶体学报. 2016(06)
[2]新一代发动机高温材料—陶瓷基复合材料的制备、性能及应用[J]. 焦健,陈明伟. 航空制造技术. 2014(07)
[3]C/SiC复合材料在航空发动机环境中损伤机理研究[J]. 栾新刚,姚改成,梅辉,成来飞. 航空制造技术. 2014(06)
[4]连续纤维增强陶瓷基复合材料在航空发动机上的应用[J]. 邹世钦,张长瑞,周新贵,曹英斌. 航空发动机. 2005(03)
[5]声发射技术在三维编织C/SiC复合材料拉伸损伤分析中的应用[J]. 潘文革,矫桂琼,王波,管国阳. 无机材料学报. 2004(04)
[6]碳纤维增强SiC陶瓷复合材料的研究进展[J]. 邹世钦,张长瑞,周新贵,曹英斌. 高科技纤维与应用. 2003(02)
[7]连续纤维增强陶瓷基复合材料概述[J]. 何新波,杨辉,张长瑞,周新贵. 材料科学与工程. 2002(02)
[8]先驱体转化-热压单向Cf/SiC复合材料的高温拉伸蠕变[J]. 曹英斌,张长瑞,周新贵,陈朝辉. 高技术通讯. 2002(03)
[9]UD-Cf/SiC陶瓷基复合材料的高温拉伸性能[J]. 曹英斌,张长瑞,周新贵,陈朝辉. 复合材料学报. 2001(03)
硕士论文
[1]含孔隙陶瓷基复合材料基体的力学性能和失效问题研究[D]. 袁义云.南京航空航天大学 2008
本文编号：3318907
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
管式高温炉高温炉的辅助实验装置有真空泵、氩气罐、导管等
维分别放入两个石墨坩埚中，然后将石墨坩埚放入刚玉管内，并在刚玉行保温。保温砖的材料为 Al2O3。实验的具体过程如下：(1) 打开真空泵，对刚玉管进行抽真空，直至刚玉a。(2) 抽真空后，观察一段时间（10 分钟左右），查看压力表是否发生变置的密封性。若压力表示数逐渐增加，说明实验装置密封性不好，需立查每个连接处。具体检查过程为：往石英管内通氩气，使石英管内的压泡沫水涂抹每个连接处。若连接处存在漏气现象，则泡沫水会产生很大明显变化。对存在漏气的连接处，重新连接或者跟换连接装置。抽真空有发生变化，则进行下一步实验。(3) 向石英管内通入氩气，直至石英管后再次对石英管进行抽真空，并随后通入氩气，共进行 3 次抽真空-通氩尽量减少石英管内空气残留。(4) 打开高温炉，设置加热曲线。加热曲线温过程、保温过程和降温过程。对于本文使用的加热炉，升温速率不宜度没有要求。1300℃和 1500℃高温处理的理论加热曲线分别如图 2.2(a)和
SM-6360L 的扫描电镜对不同处理温度后纤维表面助辅助装置能谱仪（EDS）测量微元区的元素组波对纤维和复合材料试件进行清洗。目的是除去析。Cs 室温力学性能又称为 CMCs 高温残余室温力学。对 CMCs 复合材料而言，单向拉伸性能是其室结构的限制，SiC/SiC 小复合材料不适用于其他宏/SiC 小复合材料单向拉伸相关的宏细观力学性能 SiC/SiC 小复合材料试件尺寸如图 2.3 所示。由于而防止实验过程中试件被压碎。加强片的尺寸如粘贴在复合材料试件上。
【参考文献】：
期刊论文
[1]SiC/SiC复合材料高温力学性能研究[J]. 谢巍杰,陈明伟. 人工晶体学报. 2016(06)
[2]新一代发动机高温材料—陶瓷基复合材料的制备、性能及应用[J]. 焦健,陈明伟. 航空制造技术. 2014(07)
[3]C/SiC复合材料在航空发动机环境中损伤机理研究[J]. 栾新刚,姚改成,梅辉,成来飞. 航空制造技术. 2014(06)
[4]连续纤维增强陶瓷基复合材料在航空发动机上的应用[J]. 邹世钦,张长瑞,周新贵,曹英斌. 航空发动机. 2005(03)
[5]声发射技术在三维编织C/SiC复合材料拉伸损伤分析中的应用[J]. 潘文革,矫桂琼,王波,管国阳. 无机材料学报. 2004(04)
[6]碳纤维增强SiC陶瓷复合材料的研究进展[J]. 邹世钦,张长瑞,周新贵,曹英斌. 高科技纤维与应用. 2003(02)
[7]连续纤维增强陶瓷基复合材料概述[J]. 何新波,杨辉,张长瑞,周新贵. 材料科学与工程. 2002(02)
[8]先驱体转化-热压单向Cf/SiC复合材料的高温拉伸蠕变[J]. 曹英斌,张长瑞,周新贵,陈朝辉. 高技术通讯. 2002(03)
[9]UD-Cf/SiC陶瓷基复合材料的高温拉伸性能[J]. 曹英斌,张长瑞,周新贵,陈朝辉. 复合材料学报. 2001(03)
硕士论文
[1]含孔隙陶瓷基复合材料基体的力学性能和失效问题研究[D]. 袁义云.南京航空航天大学 2008
本文编号：3318907
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/hangkongsky/3318907.html
