李秀倩
,
焦健
,
邱海鹏
,
王宇
,
陈明伟
,
谢巍杰
航空材料学报
doi:10.11868/j.issn.1005-5053.2014.3.011
以炭毡作为纤维增强体,采用化学气相渗透工艺研制出低密度的C/C复合材料,进而以低密度炭/炭复合材料为预制体,采用聚碳硅烷和有机锆前驱体作为复相陶瓷前驱体,采用先驱体浸渍裂解工艺成功制备出ZrC/SiC多组元改性C/C复合材料试样.借助万能电子试验机和扫描电镜进行材料的力学性能和微观结构分析.结果表明:包含ZrC颗粒的SiC相双组元弥散分布在C/C复合材料基体中,且随着前驱体中有机锆含量的增加,力学性能出现先升后降的趋势,当有机锆前驱体质量分数为25％时,改性C/C复合材料弯曲强度和弯曲模量较优,分别为240.61MPa和17.25GPa.
关键词:
化学气相渗透
,
浸渍裂解
,
ZrC/SiC多组元改性
,
三点弯曲强度
,
微观结构分析
焦健
,
史一宁
,
邱海鹏
,
孙明
,
李秀倩
,
罗京华
功能材料
连续碳纤维增强碳化硅(Cf/SiC)复合材料以其耐高温、高强度、低密度等特性已成为新一代航空发动机高温部件的首选材料.采用聚合物浸渍裂解法(PIP)成功制备出适用于航空发动机高温部件的Cf/SiC复合材料,其密度为1.83g/cm3.在发动机典型工作温度1200℃条件下,通过本工艺制备Cf/SiC材料的弯曲强度高达712MPa,略高于材料的室温弯曲强度(641MPa).这一现象可能由碳纤维在冷却过程中产生的残余应力引起.此外,在温度为1200℃、加载压力120MPa的条件下,材料的稳态高温蠕变速率为2.08×10-3%/h,基体开裂和界面滑动可能是材料宏观变形的主要原因.
关键词:
聚合物浸渍裂解法
,
Cf/SiC复合材料
,
高温
,
力学性能
邱海鹏
,
陈明伟
,
李秀倩
,
王宇
,
谢巍杰
新型炭材料
结合化学气相渗透( CVI)和聚合物先驱体浸渍裂解( PIP)工艺制备出炭纤维增强碳基( C/C)、炭纤维增强碳ˉ碳化硅基( C/CˉSiC)和炭纤维增强碳ˉ硅ˉ锆ˉ氧( C/CˉSiˉZrˉO)复合材料,并对其微观形貌、物相结构、力学性能和导热性能进行测试和表征。结果表明,C/CˉSiˉZrˉO复合材料在外部载荷作用下,纤维脱黏和纤维拔出等应力释放效应显著,弯曲强度优于C/C和C/CˉSiC复合材料；此外,C/C复合材料基体热解炭的导热系数较高,复合材料孔隙率小,结构缺陷较少,声子的平均自由程较长,因此具有较高的导热系数(水平方向69.09 W/(m·K),垂直方向25.28 W/(m·K))。
关键词:
复合材料
,
导热系数
,
应力释放
