-
题名C/C复合材料孔隙结构的研究进展
被引量：6
- 1
-
-
作者
樊凯
卢雪峰
吕凯明
钱坤
-
机构
江南大学生态纺织教育部重点实验室
-
出处
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第13期2184-2190,共7页
-
基金
江苏高校优势学科建设工程资助项目(PAPD)
连云港市产业前瞻与共性关键技术科技项目(CG1520)
+3 种基金
江苏省产学研联合创新资金-前瞻性联合研究项目(BY2016022-07)
“十三五”国家重点研发计划项目(2016YFC0304301
2016YFB0303200)
中央高校基本科研业务费专项资金资助(JUSRP51718A)~~
-
文摘
孔隙作为C/C复合材料结构中的重要组成部分,直接影响复合材料的致密化过程及其力学、氧化、烧蚀等性能,并赋予C/C复合材料许多潜在功能。C/C复合材料的致密化过程是基体炭不断填充碳纤维预制体内部孔隙的过程。从C/C复合材料的制备原理及工艺方面来说,C/C复合材料通常需要在碳氢气体若干个连续热分解周期下或在树脂、沥青等液相前驱体多个浸渍炭化循环下获得。不同结构的碳纤维预制体内部纤维和纤维束的交织及取向排列各异,导致C/C复合材料内部孔隙大小及形状、孔隙分布、孔隙贯穿通道等各不相同,进一步导致液相或气相的前驱体浸渍预制体的难易程度、在预制体中的流动路径以及对孔隙的填充状况不尽相同。另外,每个致密化周期内,材料内部致密化程度、孔隙结构变化等均不相同。前驱体在预制体内的填充、炭化后的形态及分布等都会对下一个致密化周期中前驱体的扩散传输产生影响。因此,结构不同的预制体即使具有相同的初始密度,其制备的C/C复合材料也存在明显的性能差异。孔隙对C/C复合材料性能的影响主要表现为材料力学性能及高温环境下材料的氧化、烧蚀行为的变化。在力学性能方面,一方面孔隙的存在减小了材料载荷承受面积,为材料发生形变提供了空间;另一方面,材料内部较大的孔隙或者微孔聚集处在受到外部载荷时会产生应力集中现象。此外,界面间的裂纹会在载荷作用下随着纤维与基体脱粘呈曲折扩展。在高温氧化环境中,大量的纤维束间的孔洞、基体中孔隙以及纤维/基体间的微裂纹将成为氧化气氛的扩散通道,从而加快氧化气体在材料内部的扩散以及碳纤维的氧化,进而导致复合材料迅速氧化失效。因此,需要根据应用环境,合理控制材料的孔隙数量和孔隙结构。
-
关键词
C/C复合材料
孔隙结构
致密化过程
抗氧化烧蚀性能
-
Keywords
C/C composite
pore structure
densification process
antioxidant ablation performance
-
分类号
TB332
[一般工业技术—材料科学与工程]
-
-
题名C/C-SiC-ZrC复合材料抗氧化烧蚀性能研究
被引量：1
- 2
-
-
作者
杨柳
石林
杨云鹏
-
机构
西安航天复合材料研究所
-
出处
《炭素》
2022年第1期9-13,共5页
-
文摘
采用化学气相渗透(CVI-C)和液相浸渍裂解(PIP-SiC、PIP-ZrC)工艺制备了2.5D C/C-SiC-ZrC陶瓷基复合材料。通过液氧煤油超音速火焰对蘑菇头驻点试验件进行烧蚀试验,并采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)对材料的微观形貌及抗氧化烧蚀机理进行了初步探讨。结果表明,C/C-ZrC-SiC复合材料基体中SiC:ZrC质量比约为4:6,在2200K~2400K液氧煤油超音速火焰烧蚀试验环境下具有良好的抗烧蚀性能,100s蘑菇头驻点线烧蚀率仅为0.0054mm/s。研究发现,C/C-ZrC-SiC复合材料中合适的SiC和ZrC基体配比,高温氧化烧蚀过程中,材料表面形成了以ZrO_(2)颗粒为骨架的连续致密粘稠熔融层,有效封填材料表面的裂纹、孔洞,降低氧化性气氛向材料内部扩散的速率,对材料形成了较好的保护。
-
关键词
C/C-SiC-ZrC
液氧煤油
抗氧化烧蚀
-
Keywords
C/C-SiC-ZrC
liquid oxygen kerosene
antioxidant ablation performance
-
分类号
TB332
[一般工业技术—材料科学与工程]
-
