SiCf-TC17復合材料界面微觀組織及性能研究.pdf

1、連續(xù)SiC纖維增強鈦基復合材料具有高比強度和比模量，同時具有良好的高穩(wěn)性能和疲勞性能，用于制作葉片及機匣等航空零部件，是未來整體葉環(huán)的重要組成部分，減重的同時也提高了飛行效率，必將引起發(fā)動機設計的巨大變革。
　　本文采用的材料是通過纖維涂覆結合熱等靜壓的工藝制備的SiCf/TC17復合材料，使用光學顯微鏡、掃描電鏡、電子探針、能譜儀及納米壓痕儀對450℃下短時熱暴露狀態(tài)下的SiCf/TC17復合材料的微觀組織、界面成分、元素擴散及

2、微觀力學性能進行了分析。結果表明，450℃下短時熱暴露對基體組織影響不明顯，對材料的熱穩(wěn)定性影響不大，材料各部位的顯微硬度和彈性模量無明顯變化，化學反應擴散是反應層形成的主要原因，界面反應層遵循Arrhennius定律。
　　有限元模擬界面殘余應力的結果顯示:纖維體積分數(shù)的增大會導致界面處環(huán)向殘余應力值增大而徑向殘余應力值減小;C涂層及反應層厚度的變化對環(huán)向應力影響小而對徑向應力影響大;環(huán)向最大應力處在0°和60°處，大小為572

3、 MPa，最小應力在30°和90°處，大小為523 MPa;徑向應力隨角度的變化幅度是要大于環(huán)向應力的，最大應力在30°和90°處，大小為188 MPa，最小應力在0°和60°處，大小為82 MPa。兩向應力都是在界面處是最大的，在兩根纖維的中間位置最小。
　　SiCf/TC17復合材料室溫拉伸與高溫拉伸的斷裂過程相似，不同之處在于高溫拉伸斷裂過程的纖維拔出及脫粘的出現(xiàn)情況多于室溫拉伸;高溫疲勞斷裂過程中疲勞源一般在包套與復材的結