氧化对2D CSiC复合材料阻尼行为的影响.pdfVIP

第29卷 第6期 新 型 炭 材 料 VO1．29 No．6 2014年 12月 NEⅥ，CARBoN MATERIALS Dec．2014 文章编号： 1007．8827(2014)06-0522-07 氧化对 2DC／SiC复合材料阻尼行为的影响 张 青，成来飞， 王芙愿， 张立同 (西北工业大学超高温结构复合材料重点实验室，陕西 西安 710072) 摘 要： 以化学气相渗透 (CVI)技术制备的2DC／SiC复合材料为研究对象 ，探讨复合材料在 700、l000和 1300oC空气环境 中发生不同形式和不同程度氧化损伤后的阻尼行为变化。采用扫描电子显微镜(SEM)观察和分析复合材料的微结构损伤 ， 采用动态力学分析仪 (DMA)测试复合材料损伤前后的阻尼性能。结果表明：在700oC和1000℃空气环境中，随着氧化时间的 延长，2DC／SiC复合材料的阻尼性能先增大后降低 ；而在 1300oC空气环境中，阻尼性能变化较小，且随氧化时间的延长未表 现出明显的规律性。这是由于C／SiC复合材料的阻尼由炭纤维、热解炭界面和碳化硅基体，以及它们之间的相互作用共同形 成。炭纤维和热解炭界面的氧化损伤会对复合材料阻尼特性产生两种影响机制，其一是使复合材料阻尼性能增大的机制 ，主 要来 自于热解炭界面相损耗引起的界面结合强度降低 ；其二是使复合材料阻尼性能降低的机制 ，主要来 自于纤维的损耗和界 面区的过度破坏。而碳化硅氧化生成的二氧化硅主要是通过影响碳相的氧化程度来影响复合材料的阻尼性能。 关键词 ：C／SiC复合材料；阻尼行为；氧化损伤 中图分类号： TQ342．74 文献标识码： A 收稿 日期：2014-06—15； 修回日期：2014—10-08 基金项 目：国家 自然科学基金 51302220)；陕西省 自然科学基金(2014JQ6197)；基础研究基金(J． 通讯作者：张 青，博士，工程师．E—mail：zhangqing@nwpu．edu．cn Effectofoxidation on thedampingbehaviorof2D C／SiC composites ZHANGQing， CHENGLai·fei， WANGFu—yuan， ZHAN GLi—tong (ScienceandTechnologyonThermostructuralCompositeMaterialsLaboratory，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an 710072，China) Abstract： A carbonfiberpreformwaschemicalvaporinfiltratedwithapyrocarbon (PyC)interphaseandaSiCmatrix，nadthen coatedwiht aSiC outerlayerbychemicalvapordepositiontopreprae2D C／SiC compositeswiht adensityof2．1g／cm ．Thecom— positeswereoxidizedat700，1000，1300oC for2 5and10h，respectively．Thedampingbehavioroftheoxidizedcompositeswas ， measuredbyadynamicalmechnaicalnaalyzernadhtemi crostructural dma ageproducedbyhteoxidationwasinvestigatedbySCna— ningelectronmicroscopy．Resultsshowhtathtedma pingofhtecompositesoxidizedat700℃ and 1000℃ increasesinitiallyand htendecreaseswithincreasingoxidationtimewhilehtatofthecomposite