發(fā)布時(shí)間：2021-02-22 11:07

　　采用化學(xué)氣相沉積、瀝青浸漬-高壓碳化混合致密工藝向徑棒法編織的預(yù)制體內(nèi)引入基體碳,實(shí)現(xiàn)高密度（≥1.94g/cm3）炭/炭復(fù)合材料制備。利用快速通電加熱測(cè)試技術(shù),模擬C/C復(fù)合材料的高溫工作環(huán)境,研究不同溫度下材料的環(huán)向拉伸性能。結(jié)果表明:在2 300℃時(shí),材料拉伸強(qiáng)度最大（80.3 MPa）,斷裂應(yīng)變隨著溫度的升高而增加。采用掃描電鏡對(duì)試樣及斷口形貌進(jìn)行觀察,發(fā)現(xiàn)測(cè)試溫度、機(jī)加損傷及試樣過(guò)渡區(qū)應(yīng)力集中影響材料斷裂特征。溫度為1 800℃、2 300℃時(shí)材料在過(guò)渡區(qū)斷裂;溫度為2 800℃時(shí),材料在標(biāo)距區(qū)發(fā)生破壞,纖維與基體界面結(jié)合強(qiáng)度低,纖維拔出多,表現(xiàn)出假塑性斷裂特征。 

【文章來(lái)源】：材料導(dǎo)報(bào). 2017,31(S1)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：4 頁(yè)

【部分圖文】：

圖１徑棒法編織Ｃ／Ｃ預(yù)制體結(jié)構(gòu)示意圖Ｆｉｇ．１Ｔｈｅｓｃｈｅｍｅｓｏｆｔｈｅｒａｄｉａｌｒｏｄｍｕｌｔｉ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ

１）。１．２致密化對(duì)預(yù)制體高溫預(yù)處理后，采用化學(xué)氣相沉積、瀝青浸漬－高壓碳化混合致密工藝引入炭基體進(jìn)行致密化，期間進(jìn)行石墨化處理（２５００℃），高壓碳化后密度達(dá)到１．９４ｇ／ｃｍ３即完成致密，最后機(jī)加為測(cè)試試樣。１．３高溫拉伸性能實(shí)驗(yàn)西安航天復(fù)合材料研究所引進(jìn)ＩＮＳＴＲＯＮ５９８２萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)，利用Ｃ／Ｃ復(fù)合材料的導(dǎo)電特性，采用試樣通電加熱的方式，使試樣快速達(dá)到測(cè)試溫度［８－９］。試驗(yàn)機(jī)配有西安交通大學(xué)開(kāi)發(fā)的數(shù)字散斑測(cè)試系統(tǒng)，利用試樣（見(jiàn)圖２）發(fā)亮的臺(tái)階與灰暗背景對(duì)比作為特征標(biāo)記，測(cè)試兩臺(tái)階間應(yīng)變，用以表征試樣應(yīng)變［１０］。圖２高溫測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)試樣Ｆｉｇ．２Ｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｔｅｓｔｓｔａｎｄａｒｄｓａｍｐｌｅ根據(jù)Ｃ／Ｃ復(fù)合材料的實(shí)際應(yīng)用情況，選�。保福埃啊�、２３００℃、２８００℃作為測(cè)試溫度點(diǎn)，加熱到溫度點(diǎn)后，保溫３０ｓ，使試樣標(biāo)距段溫度基本均勻。測(cè)試數(shù)據(jù)由試驗(yàn)機(jī)和散斑測(cè)試系統(tǒng)同時(shí)獲取，生成載荷－位移曲線以及應(yīng)力－點(diǎn)點(diǎn)距離曲線等，根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)計(jì)算強(qiáng)度、應(yīng)變、模量。１．４微觀結(jié)構(gòu)的表征利用ＪＳＭ－６４６０ＬＶ型掃描電子顯微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃ－ｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ，ＳＥＭ）觀察機(jī)加后試樣表面形貌以及試樣破壞后的斷口形貌。２結(jié)果與討論２．１試樣結(jié)構(gòu)特征圖３為材料機(jī)加后試樣形貌，徑向纖維棒清晰可見(jiàn)，橫截面近似為圓形。斜向纖維與軸向纖維相互交叉，穿過(guò)纖維棒通道，形成較為疏松的骨架結(jié)構(gòu)，纖維棒與纖維束之間填充了大量瀝青炭基體，具有較多的孔洞及裂紋，界面結(jié)合性能差；纖維束內(nèi)部纖維被熱解

應(yīng)用情況，選�。保福埃啊�、２３００℃、２８００℃作為測(cè)試溫度點(diǎn)，加熱到溫度點(diǎn)后，保溫３０ｓ，使試樣標(biāo)距段溫度基本均勻。測(cè)試數(shù)據(jù)由試驗(yàn)機(jī)和散斑測(cè)試系統(tǒng)同時(shí)獲取，生成載荷－位移曲線以及應(yīng)力－點(diǎn)點(diǎn)距離曲線等，根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)計(jì)算強(qiáng)度、應(yīng)變、模量。１．４微觀結(jié)構(gòu)的表征利用ＪＳＭ－６４６０ＬＶ型掃描電子顯微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃ－ｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ，ＳＥＭ）觀察機(jī)加后試樣表面形貌以及試樣破壞后的斷口形貌。２結(jié)果與討論２．１試樣結(jié)構(gòu)特征圖３為材料機(jī)加后試樣形貌，徑向纖維棒清晰可見(jiàn)，橫截面近似為圓形。斜向纖維與軸向纖維相互交叉，穿過(guò)纖維棒通道，形成較為疏松的骨架結(jié)構(gòu)，纖維棒與纖維束之間填充了大量瀝青炭基體，具有較多的孔洞及裂紋，界面結(jié)合性能差；纖維束內(nèi)部纖維被熱解炭基體包裹，結(jié)合緊密。從圖３中還可看到，機(jī)加后試樣臺(tái)階狀過(guò)渡區(qū)的纖維棒，軸向、斜向圖３機(jī)加后試樣結(jié)構(gòu)形貌Ｆｉｇ．３Ｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆｓａｍｐｌｅｂｙｍａｃｈｉｎｅｄ纖維束被切斷，部分瀝青炭基體脫落。２．２高溫拉伸性能及損傷２．２．１高溫拉伸性能Ｃ／Ｃ復(fù)合材料拉伸性能受測(cè)試溫度影響，具體結(jié)果如表１所示。表１不同測(cè)試溫度下Ｃ／Ｃ復(fù)合材料的拉伸性能Ｔａｂｌｅ１ＴｈｅｔｅｎｓｉｌｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＣ／ＣｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｓｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＴｅｓｔｔｅｍ－ｐｅｒａｔｕｒｅ／℃ＳａｍｐｌｅｎｕｍｂｅｒＴｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｎｇｔｈ／ＭＰａＴｅｎｓｉｌｅｓｔｒａｉｎ／％Ｍｏｄｕｌｕ

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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