C-C-SiC復合材料的性能研究.pdf

1、C/C-SiC復合材料，即碳纖維增強碳-碳化硅雙基體陶瓷基復合材料，具有密度低、抗氧化性好、耐腐蝕、良好的摩擦磨損性能等優(yōu)點，是一種能滿足高溫使用的新型高溫結構材料和功能材料。本文采用化學氣相滲透的方法制備了一系列C/C-SiC復合材料，研究了不同預制體密度、孔隙率、SiC含量、環(huán)境等對復合材料的力學性能、熱學性能、摩擦性能的影響，同時對不同材料的抗氧化性能也進行了簡要的分析。得到的主要的結論如下： 采用化學氣相滲透法可以制備較

2、好性能的C/C-SiC復合材料。在試驗中對不同預制體密度的C/C復合材料經(jīng)多次化學氣相滲透后，可以得到具有不同SiC含量和孔隙率的試樣。隨著預制體密度增大，材料最終孔隙率減小，當預制體密度為1.51g/cm3左右時，材料可以近似認為完全致密。SiC含量也隨著預制體初始密度的增加而減少。 材料的孔隙率和SiC含量共同決定了其力學性能，在較低密度下，SiC含量在試樣中不能起到骨架作用，因而試樣力學性能較差，而在較高密度下，SiC含量

3、偏低又不能起到增強增韌的作用導致力學性能也較差。預制體密度在1.21g/cm3左右時綜合力學性能最好。 材料的致密度越大，則其孔隙率越小，導熱系數(shù)越大。制得的材料的導熱系數(shù)和熱擴散率隨SiC含量的增大而減小。在材料的纖維體積分數(shù)相同的條件下，基體中碳的含量越大，熱導率越高。 試樣熱膨脹系數(shù)的變化是孔隙率和碳化硅含量共同作用的結果，在較高致密度情況下，隨著碳化硅含量的增加，試樣在相同溫度的熱膨脹系數(shù)有明顯增加，這可能是碳化

4、硅含量的影響起了主要作用。而在較低致密度情況下，孔隙率對材料熱膨脹系數(shù)的影響占據(jù)了主要作用，因此試樣的熱膨脹系數(shù)較低。 在摩擦測試中，SiC作為硬質相是制動壓力的主要承載支點，適當提高SiC含量能有效分散制動壓力，避免微區(qū)壓力集中造成SiC顆粒脫落和劃傷對偶件。產(chǎn)生的微切削越多，相應摩擦系數(shù)也越高，但當SiC質量百分比大于40﹪時，SiC顆粒在摩擦過程中更多起到自潤滑作用，降低了材料的摩擦系數(shù)。在濕態(tài)環(huán)境下，C/C-SiC復合材