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,材料拉伸強度最大（80.3 MPa）,斷裂應(yīng)變隨著溫度的升高而增加。采用掃描電鏡對試樣及斷口形貌進行觀察,發(fā)現(xiàn)測試溫度、機加損傷及試樣過渡區(qū)應(yīng)力集中影響材料斷裂特征。溫度為1 800℃、2 300℃時材料在過渡區(qū)斷裂;溫度為2 800℃時,材料在標距區(qū)發(fā)生破壞,纖維與基體界面結(jié)合強度低,纖維拔出多,表現(xiàn)出假塑性斷裂特征。 

【文章來源】：材料導(dǎo)報. 2017,31(S1)北大核心

【文章頁數(shù)】：4 頁

【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行致密化，期間進行石墨化處理（２５００℃），高壓碳化后密度達到１．９４ｇ／ｃｍ３即完成致密，最后機加為測試試樣。１．３高溫拉伸性能實驗西安航天復(fù)合材料研究所引進ＩＮＳＴＲＯＮ５９８２萬能試驗機，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，使試樣快速達到測試溫度［８－９］。試驗機配有西安交通大學(xué)開發(fā)的數(shù)字散斑測試系統(tǒng)，利用試樣（見圖２）發(fā)亮的臺階與灰暗背景對比作為特征標記，測試兩臺階間應(yīng)變，用以表征試樣應(yīng)變［１０］。圖２高溫測試標準試樣Ｆｉｇ．２Ｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｔｅｓｔｓｔａｎｄａｒｄｓａｍｐｌｅ根據(jù)Ｃ／Ｃ復(fù)合材料的實際應(yīng)用情況，選�。保福埃啊�、２３００℃、２８００℃作為測試溫度點，加熱到溫度點后，保溫３０ｓ，使試樣標距段溫度基本均勻。測試數(shù)據(jù)由試驗機和散斑測試系統(tǒng)同時獲取，生成載荷－位移曲線以及應(yīng)力－點點距離曲線等，根據(jù)測試數(shù)據(jù)計算強度、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為材料機加后試樣形貌，徑向纖維棒清晰可見，橫截面近似為圓形。斜向纖維與軸向纖維相互交叉，穿過纖維棒通道，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，選取１８００℃、２３００℃、２８００℃作為測試溫度點，加熱到溫度點后，保溫３０ｓ，使試樣標距段溫度基本均勻。測試數(shù)據(jù)由試驗機和散斑測試系統(tǒng)同時獲取，生成載荷－位移曲線以及應(yīng)力－點點距離曲線等，根據(jù)測試數(shù)據(jù)計算強度、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為材料機加后試樣形貌，徑向纖維棒清晰可見，橫截面近似為圓形。斜向纖維與軸向纖維相互交叉，穿過纖維棒通道，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，機加后試樣臺階狀過渡區(qū)的纖維棒，軸向、斜向圖３機加后試樣結(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試溫度影響，具體結(jié)果如表１所示。表１不同測試溫度下Ｃ／Ｃ復(fù)合材料的拉伸性能Ｔａｂｌｅ１ＴｈｅｔｅｎｓｉｌｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＣ／ＣｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｓｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＴｅｓｔｔｅｍ－ｐｅｒａｔｕｒｅ／℃ＳａｍｐｌｅｎｕｍｂｅｒＴｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｎｇｔｈ／ＭＰａＴｅｎｓｉｌｅｓｔｒａｉｎ／％Ｍｏｄｕｌｕ

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3045897