通過箔-纖維-箔法制備了Si C纖維增強(qiáng)TB8復(fù)合材料,采用光學(xué)電子顯微鏡（OM）、掃描電鏡（SEM）和電子探針（EPMA）對復(fù)合材料的微觀組織進(jìn)行表征與分析,研究了真空熱壓復(fù)合時壓力、溫度和時間工藝參數(shù)對Si C纖維增強(qiáng)TB8復(fù)合材料微觀組織的影響規(guī)律。結(jié)果表明:壓力對復(fù)合材料基體與基體以及纖維與基體的結(jié)合有著顯著影響,而溫度對纖維與基體界面反應(yīng)層影響較大。通過熱壓工藝的優(yōu)化,可以有效控制界面反應(yīng)層厚度,獲得組織優(yōu)良的Si Cf/TB8復(fù)合材料。 

【文章來源】：鈦工業(yè)進(jìn)展. 2020,37(02)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

纖維間距0.2 mm的Si C纖維布宏觀形貌

箔-纖維-箔法制備SiCf/TB8復(fù)合材料的復(fù)合過程主要包括TB8基體材料發(fā)生大塑性變形，擠入到纖維的間隙中和擠入間隙后的箔材相互接觸在一起，通過擴(kuò)散連接形成整體無缺陷的復(fù)合材料。圖2所示為TB8箔材塑性變形及擴(kuò)散連接過程。施壓前，TB8箔材保持平直，如圖2a所示;逐漸施加壓力后，TB8箔材開始發(fā)生大塑性變形，如圖2b所示;進(jìn)一步施加壓力，相鄰2片箔材開始接觸，如圖2c所示;在壓力作用下箔材間進(jìn)一步接觸并發(fā)生擴(kuò)散連接，如圖2d所示;擴(kuò)散連接完成，焊合率達(dá)100%，如圖2e所示。在TB8箔材間獲得良好結(jié)合的同時，TB8基體與SiC纖維間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)和元素擴(kuò)散，從而獲得冶金結(jié)合，并形成一定厚度的界面反應(yīng)層。2.2 熱壓壓力對復(fù)合材料基體結(jié)合的影響

固定熱壓溫度為880℃，保溫時間為2 h，探究熱壓壓力對Si Cf/TB8復(fù)合材料微觀組織的影響規(guī)律。圖3為真空熱壓壓力為30 MPa時(工藝Ⅲ)，SiCf/TB8復(fù)合材料的微觀組織。從圖3可以看出，由于壓力不足，復(fù)合材料中出現(xiàn)大量因箔材未完全結(jié)合而形成的孔洞，且箔材結(jié)合不佳位置具有一定的規(guī)律性，都出現(xiàn)在纖維排布較密的區(qū)域。TB8箔材的塑性變形及擴(kuò)散連接過程受到3方面的影響，分別為TB8箔材本身的性能(如塑性流動特性等)、熱壓工藝參數(shù)以及幾何參數(shù)(如纖維直徑、箔材厚度、纖維間距等)。當(dāng)材料和幾何參數(shù)確定時，Si Cf/TB8復(fù)合材料基體結(jié)合情況受壓力影響顯著。由于纖維排布并非完全均勻，纖維間距越小的地方，箔材擠入纖維間需要的塑性變形程度越大，當(dāng)壓力不足時，箔材的塑性變形不充分，造成局部基體箔材未完全接觸及擴(kuò)散連接，從而形成缺陷。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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