cltfgtsic复合材料的制备与性能研究

《cltfgtsic复合材料的制备与性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、论文题目：Cf／SiC复合材料的制备与斛l-i-厶匕B匕研究专业：材料学硕士生：张淑琴(签名)丝盔塑指导教师：李小池(签名)耋：!篼边杨建业(签名)趁童。监：摘要作为纤维增强陶瓷基复合材料，C—SiC复合材料是一种新型的结构材料，具有高强度、高硬度、耐高温、耐磨损、抗氧化等优异性能，被广泛的应用于航空航天领域，正成为当今复合材料研究的热点之一。本论文针对Cf／SiC复合材料的应用背景，以缩短其生产周期，降低成本，实现用工业炉来生产Cf／SiC复合材料为目的，采用固相球磨分散、模压成型和高温烧结工艺制得Cf，'SiC复合材料，对制备复合材料的关键工艺碳纤维的表面处理进行了

2、优化。利用扫描电镜(SEM)等分析手段对其组织结构特征进行了研究，并测试其力学性能、摩擦磨损性能和氧化性能，探讨了G／SiC复合材料断裂失效的特征与增韧机理。研究结果表明：(1)采用浓硝酸液相氧化对碳纤维进行表面处理后，碳纤维表面活性基团数目增多，表面活性增大，碳纤维的均匀分散性有所提高，碳纤维与碳化硅间的界面粘结力增强，解决了短碳纤维与碳化硅基体的相容性问题。(2)通过比较分析粘结剂、烧结温度、碳纤维含量等对材料力学性能的影响，我们最终确定粘结剂的配方为35％聚乙烯醇和65％羟甲基纤维素，含量为物料的3％。碳纤维含量在15％时其抗折强度最好，达到8．7MPa。试样热膨

3、胀系数的变化'是孔隙率和碳纤维含量共同作用的结果。(3)根据SEM断口形貌得到，短碳纤维与SiC基体处于次弱界面结合状态，C—SiC复合材料受载时基体可以有效地将载荷传递给纤维，一定程度地提高了复合材料的强度，同时界面层表现出纤维拔出的韧化机制。实验得到添加碳纤维前后，复合材料分别呈脆性断裂与韧性断裂方式。纤维的拔出以及对基体裂纹面的桥接作用是所研究复合材料主要的增韧机制。(4)C∥'SiC复合材料在摩擦磨损过程中出现的磨屑主要是硬质SiC颗粒和少量断裂的碳纤维，主要的磨损形式表现为磨粒磨损和氧化磨损。碳纤维含量为13％，烧结温度为1300℃时，复合材料的磨损率最低。关

4、键词：碳纤维；Ct／SiC复合材料；力学性能；摩擦磨损性能；抗氧化性能研究类型：应用研究Subject：PreparationandPropertyResearchofCf／SiCCompositeSpecialty：MaterialsScienceName：ZhangShuqin(Signature)Instructor：LiXiaochiYangJianyeABSTRACT(Signature)厶五边匕么(Signature)Asfiber_reinforcedceramicmatrixcomposites，cesiccompositematerialsisanew

5、typeof晰uCt删materialswithoutstandingperformance，suchaShigh．strength，highhardness．hightempe咖use，wearresistance，anti-oxidation，andSOon．Thesematerials，widelyusedintheaerospacefield，arebecomingaresearchhotspot．TakeCfCSiCcomposite’sasapplicationDackground，thispaperintenttoshortenitsproductionc

6、ycle，reducedcostsandproduceC—SiCcompositematerialsbyindustrialfurnaces．Solid．phasemillingdispersed，moldingandnlghtemperaturesinteringtechnologyhadbeenusedtopmparetheCgSiCcompositematerials．Thekeytechnologyforthepreparationofthecompositematerial．carbonfibersurfacetreatment，hasbeenoptimize

7、d．ScanningElectronMicroscopy(SEM)andotheranalysismethodshadbeenusedontheresearchofitsorganizationalstnIctIlrecha碰Icteristics．Themechanicalproperties，frictionandwearpropertiesandoxidationperformanceofthematerialshadalsobeenstudied．Thecharacteristicsoffracturefailureandthet