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第２７卷第４期航空材料学报Ｖ０１．２７．Ｎｏ．４

２００７年８月ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＡＥＲＯＮＡＵＴＩＣＡＬＭＡＴＥＲＩＡＬＳＡｕｇｕｓｔ２００７

不同织构纤维增强ＳｉＣ基复合材料的抗损伤性能

周长城，张长瑞，胡海峰，张玉娣，王志毅

（国防科技大学新型陶瓷纤维及其复合材料国防科技重点实验室，长沙４１００７３）

摘要：以四种织构纤维编织体（２．５Ｄ，三维四向，三维五向，三维六向）增强的ＳｉＣ基复合材料为研究对象，研究不

同织构纤维编织体损伤给复合材料结构带来的影响，并从纺织学角度分析此种现象。结果表明，２．５Ｄ织构纤维编

织体结构整体性较好，在表层纤维受损的情况下，依旧保持良好的三维整体性，所制备复合材料抗损伤性良好。而

三维四向、三维五向和三维六向织构纤维编织体结构整体性较差，在表层纤维受损的情况下，纤维编织体的整体性

遭到致命破坏，复合材料出现低应力断裂，抗损伤性很差。

关键词：纤维织构；抗损伤性；ＳｉＣ；复合材料

中图分类号：ＴＢ３２３文献标识码：Ａ文章编号：１００５—５０５３（２００７）０４－００６９－０４

三维纺织结构编织体具有完全整体而连续的、驱体聚碳硅烷（ＰＣＳ）由国防科技大学ＣＦＣ重点实

空问多轴面内及面问的纤维取向，从而为制造具有验室合成，软化点为２１７～２２７ｏＣ。二甲苯为溶剂，

整体性和仿形性的高性能复合材料提供了可靠的保二者配比聚碳硅烷：二甲苯：５０：５０（ｗｔ％）。

障。近年来，随着三维立体织物增强复合材料应复合材料制备采用先驱体聚碳硅烷浸渍一裂解

用领域的不断拓展，对复合材料抗损伤性能和可靠工艺，将干燥后的碳纤维编织体置于密闭容器中，真

性的要求也越来越高。由此，各种新的三维编织技空浸渍聚碳硅烷，然后在高温下裂解，重复浸渍一裂

术及编织物应运而生Ｊ。作为复合材料增强体，这解过程，直到增重率低于１％，即得Ｃ／ＳｉＣ复合材

些新型编织体结构性能的优劣，最终仍要以所制备料，裂解温度１２００ｏＣ，升温速率１５ｏＣ／ｍｉｎ。

复合材料性能的优劣来判定。采用阿基米德排水法测定复合材料密度。ＣＳＳ一

碳纤维编织体增强碳化硅基（Ｃ／ＳｉＣ）复合材料１１０１电子万能实验机测试试样的抗损伤性能，采用

以优异的性能，在航空航天等领域获得广泛应用，因三点弯曲法表征，测试前将复合材料表面打磨，充分

此，Ｃ／ＳｉＣ复合材料的研究成为各国研究热点，并磨蚀，使编织体表面结构破损。将复合材料试样断

取得显著成就。。口喷金后，用ＪＳＭ一５６００（ＪＥＯＬ）型扫描电镜观察试

本工作以碳纤维编织体增强的碳化硅基复合材样断口形貌及纤维拔出情况。

料为对象，集中研究四种织构纤维编织体（２．５Ｄ，三

维四向，三维五向，三维六向）的结构性能和抗损伤２结果与分析

性，并从纺织学角度对实验结果进行深入分析。

２．１复合材料断裂模式

１实验经过表面磨蚀的复合材料制成标准试样条后测

试抗损伤性能，用三点弯曲法加以表征。图１