二维CSiC复合材料高温压缩力学行为研究.pdf

第九届全国冲击动力学学术会议论文集 i 二维c／sc复合材料高温压缩力学行为研究 索涛’，季玉龙1，刘明爽。 1ⅡI匕I业^学航十学院．陆m西安710072】 摘要：丰i利川lUf月能试驰g【和具们☆泓l—d步加找能力的离北Ho此LnsollJt杆装W究r维碳纤维增韧的碳 293K、8 化硅复台柑”(f巧If)n 7雏时的准朴悫世动忐』{、缩，J学性艟。蜜骓结果表’月：材利托商沮下仍具有较高 ∞乐戟能山，‘I宅溢时帽比jt曲态抗《强幢n87“时仅F降r1嘛，舒析“为，*致村¨fh缩强度触温度#岛WT 降的主要是自两个方面的原㈨共H怍川的结果．一是山十热膨胀系数∞}WOI起的戡泉H力．一是氧化遗成构承姣 能力T降，恤敏他行为耐谚材}4破坏强度的影响起到决定性作彤。 关键词：同*力学：c／slc复自材}=}岛温：目H变阜：抗Ⅲ强度 中圈分类号：TB332 文献标志码A O引言 碳纤维增韧的碳化硅复台材料由于其轻质、比强度高、比模量高、热机械性能和抗冲击性能好 的特点，并且具有优异的耐烧蚀性能和绝热性能而蹙剑人们的日黼戈i_}=。塔瞥…丁制备环境的影响． 导致碳纤维的就托程度=i_：大F降，严重影响到该材科作为土要承载结榭材科的使Ⅲ．但是其依然被 认为楚可m复利刚的空天E行器、超高声速E行器防热结构的关键_点撑村}}2一…。 …丁材抖庄服役小j：可避免的要承受高温环境、空问碎片等对防热结构撞击的影响，W此，近 年来有i乍多学者对c／s{c复合材科的高温性能进行了深八的可f究。徐承采等人”研究发现，“slc复 合材料由十高温氧化的作川．导致利料的质量损失严重的依赖于环境温度。而对其热冲击后力学性 能的研究!|!lJ表叫，材料在承受数百狄热冲击后依然具有很高的高温抗弯曲性能。Labrugere等人”” 的高温拉仲及三点弯曲实验结果表明．材料在1100‘1300℃裘现出优异的力学性能。值得注意的足， 尽管c／slc复合材料的高湍力学性能得到了J泛的研究，但是目前的研究土要只集中于高温常规性能 的研究，对材料在高温、高应变率耦台作用F的力学性能还有待于进一步研究。 合材科在温度由室温(z93K)’873K，应变卑10’‘i旷l／sF的层向压缩力学行为进行了研究，初步揭 示r材料在高温、高应变率耦台作Hj下的力学特性及破坏机制。 1材料和试验方法 1 1材料 本文所研究的一维c／sic复台材料小砸北T业大学超高温结构复合材科国防科技重点实验室提 供。增韧纤维采用的是日本来骶公司生产的T300，材料制备时首先将T300纤维平纹编织成炭布， r0 并按O。方向叠层成平扳．在表面沉积厚度约为0 2舯的热解炭(Pyc)界面层，再经化学气柑 渗透(cvI)工艺沉积slc基体．晟终制成纤维体积分数约45％．密度约为2059／cm5的二维c／slc 复台材料，最后用砂轮片切剿得到实验所需圆札状试样(如幽l所示)。 髫≯。攥■露三： 霞陵毯|蓄匿 (a)试样*桃同 (b)试样惘税目 瑚l Dt／slc试样俯说街厦侧观图 赫盒项U：#H#_J-^口☆fNo2㈣㈣1 第九届全国冲击动力学学术会议论文集 1．2试验方法 本文实验中所采用的试样均为直径5mm，长度4mm的圆柱形试样，试样的轴向与材料的层向相同。 2 4和lO 准静态压缩实验在电子万能实验机上进行，实验时控制加载速率分别为10 1／s。高温环境采 用高温箱施加，温度由与试样接触的热电偶的反馈信号控制。由于环境箱的最高实验温度有限，准 静态实验的温度分别控制在室温(293K)，473K和673K。 时加载杆与试样保持紧密接触，在进行高温实验时，如果在试样加热时保持试样与加载杆紧密接触， 则加载杆不可避免的要承受长时间的高温。通常加载杆采用经过热处理的高强