(Cf-SiCf)-SiBCN復(fù)合材料的力學(xué)與抗熱震耐燒蝕性能.pdf

1、本文通過(guò)機(jī)械合金化法制備SiBCN粉體，采用熱壓燒結(jié)工藝制備了(Cf-SiCf)/SiBCN復(fù)合材料，對(duì)其物相和微觀組織進(jìn)行表征，同時(shí)研究了纖維表面涂層及添加劑(ZrSiO4)的引入對(duì)復(fù)合材料力學(xué)、抗熱震及耐燒蝕性能的影響。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：采用機(jī)械合金化法可以制備得到非晶態(tài)的SiBCN粉體材料，材料由納米顆粒團(tuán)聚形成的硬團(tuán)聚體構(gòu)成。采用浸漬裂解法可以在Cf和SiCf表面制備C涂層及BN涂層等弱界面層，C涂層厚度不均勻，且纖維之

2、間搭接現(xiàn)象較嚴(yán)重；BN涂層厚度較薄，纖維整體分散性較好。
　　通過(guò)熱壓燒結(jié)工藝制備的(Cf-SiCf)/SiBCN復(fù)合材料主要由β-S iC、α-SiC以及BCN相組成，BCN相具有非晶的湍層狀結(jié)構(gòu)；未引入涂層的復(fù)合材料內(nèi)部纖維定向排布，材料具有脆性斷裂的特征，引入弱界面層后纖維排布失去了擇優(yōu)取向，斷裂形式為偽塑性斷裂，但材料的密度及力學(xué)性能均有所降低；而添加劑的引入可以顯著提高材料的性能，其密度、抗彎強(qiáng)度、彈性模量及斷裂韌性分別

3、為2.58g/cm3、235.3±18.4MPa、127.4±1.7GPa和5.33±0.25MPa.m1/2。纖維的脫粘和拔出是碳纖維的主要增韌機(jī)制，而碳化硅纖維主要依靠裂紋偏轉(zhuǎn)、延長(zhǎng)裂紋擴(kuò)展路徑的方式起到韌化效果。
　　復(fù)合材料熱震后抗彎強(qiáng)度隨熱震溫差的增加而急劇下降，引入添加劑的組分下降速度較快，引入弱界面層后材料的殘余抗彎強(qiáng)度下降幅度不是很大，其中BN涂層對(duì)于材料抗熱震性能的改善效果相對(duì)更明顯，熱震后材料的抗彎強(qiáng)度分別為原

4、始強(qiáng)度的71.4％、71.4%和61.8%。在800℃熱震溫差下纖維發(fā)生了輕微的剝蝕及斷裂，且基體中有少量微裂紋的存在，1000℃及1200℃熱震時(shí)材料表面出現(xiàn)了氧化現(xiàn)象。復(fù)合材料內(nèi)部纖維損傷較輕，可觀察到纖維拔出的現(xiàn)象。
　　弱界面層的引入使得復(fù)合材料的質(zhì)量燒蝕率略有增加，線燒蝕率變化不明顯，添加劑對(duì)復(fù)合材料的燒蝕性能有明顯的改善作用，其質(zhì)量燒蝕率和線燒蝕率分別為0.00136g/s和0.0273mm/s。復(fù)合材料燒蝕后表面出現(xiàn)