C-C-SiC復(fù)合材料的性能研究.pdf_第1頁(yè)
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1、C/C-SiC復(fù)合材料,即碳纖維增強(qiáng)碳-碳化硅雙基體陶瓷基復(fù)合材料,具有密度低、抗氧化性好、耐腐蝕、良好的摩擦磨損性能等優(yōu)點(diǎn),是一種能滿足高溫使用的新型高溫結(jié)構(gòu)材料和功能材料。本文采用化學(xué)氣相滲透的方法制備了一系列C/C-SiC復(fù)合材料,研究了不同預(yù)制體密度、孔隙率、SiC含量、環(huán)境等對(duì)復(fù)合材料的力學(xué)性能、熱學(xué)性能、摩擦性能的影響,同時(shí)對(duì)不同材料的抗氧化性能也進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析。得到的主要的結(jié)論如下: 采用化學(xué)氣相滲透法可以制備較

2、好性能的C/C-SiC復(fù)合材料。在試驗(yàn)中對(duì)不同預(yù)制體密度的C/C復(fù)合材料經(jīng)多次化學(xué)氣相滲透后,可以得到具有不同SiC含量和孔隙率的試樣。隨著預(yù)制體密度增大,材料最終孔隙率減小,當(dāng)預(yù)制體密度為1.51g/cm3左右時(shí),材料可以近似認(rèn)為完全致密。SiC含量也隨著預(yù)制體初始密度的增加而減少。 材料的孔隙率和SiC含量共同決定了其力學(xué)性能,在較低密度下,SiC含量在試樣中不能起到骨架作用,因而試樣力學(xué)性能較差,而在較高密度下,SiC含量

3、偏低又不能起到增強(qiáng)增韌的作用導(dǎo)致力學(xué)性能也較差。預(yù)制體密度在1.21g/cm3左右時(shí)綜合力學(xué)性能最好。 材料的致密度越大,則其孔隙率越小,導(dǎo)熱系數(shù)越大。制得的材料的導(dǎo)熱系數(shù)和熱擴(kuò)散率隨SiC含量的增大而減小。在材料的纖維體積分?jǐn)?shù)相同的條件下,基體中碳的含量越大,熱導(dǎo)率越高。 試樣熱膨脹系數(shù)的變化是孔隙率和碳化硅含量共同作用的結(jié)果,在較高致密度情況下,隨著碳化硅含量的增加,試樣在相同溫度的熱膨脹系數(shù)有明顯增加,這可能是碳化

4、硅含量的影響起了主要作用。而在較低致密度情況下,孔隙率對(duì)材料熱膨脹系數(shù)的影響占據(jù)了主要作用,因此試樣的熱膨脹系數(shù)較低。 在摩擦測(cè)試中,SiC作為硬質(zhì)相是制動(dòng)壓力的主要承載支點(diǎn),適當(dāng)提高SiC含量能有效分散制動(dòng)壓力,避免微區(qū)壓力集中造成SiC顆粒脫落和劃傷對(duì)偶件。產(chǎn)生的微切削越多,相應(yīng)摩擦系數(shù)也越高,但當(dāng)SiC質(zhì)量百分比大于40﹪時(shí),SiC顆粒在摩擦過(guò)程中更多起到自潤(rùn)滑作用,降低了材料的摩擦系數(shù)。在濕態(tài)環(huán)境下,C/C-SiC復(fù)合材

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