TaC陶瓷改性CC复合材料的设计、制备及其性能

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1、中图分类号UDCTB33231硕士学位论文学校代码密级10533TaC陶瓷改性C／C复合材料的设计、制备及其性能Design，PreparationandPropertiesofTaCceramicmodifiedC／CComposites作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：李斌材料科学与工程材料工程粉末冶金研究院熊翔教授答辩委员会主席中南大学二。一三年五月原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其

2、他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：日期：之L年上月李日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供

3、信息服务。作者签名：丝导师签名堕日期：盟年上月昼日TaC陶瓷改性C／C复合材料的设计、制备及其性能摘要：在C／C复合材料中添加难熔金属碳化物是提高C／C复合材料力学性能及抗烧蚀性能的一种有效手段。本文采用等温化学气相渗透／沉积法制备了CⅥTaC．C／C、CVDTaC．C／C、CVI+CVDTaC．C／C复合材料并研究了其微观结构、力学性能及烧蚀性能，分析了CVITaC及CVDYaC对C／C复合材料力学性能及烧蚀性能的影响。此外，还制备了CVISiC／TaC．C／C复合材料，研究了热处理温度对其微观结构及力学性能的影响。研究

4、表明：(1)CVITaC具有多层结构，以管状形式均匀分布在炭纤维表面，沿C／C复合材料厚度方向，TaC组分的含量逐渐减少，而炭组分的含量则逐渐增多，复合材料表层TaC晶粒主要为针状细晶，而内层TaC晶粒主要为等轴细晶。(2)经CVDTaC改性后，复合材料平均弯曲强度和断裂韧性无明显提高，断裂方式仍为脆性断裂；但经CVITaC改性后，C／C复合材料平均弯曲强度和断裂韧性明显提高，断裂方式为假塑性断裂。经CVD和CVITaC两者同时改性时，C／C复合材料平均弯曲强度和断裂韧最高，分别达289．1MPa和10．9MPa·mu2，

5、且在1500℃高温下，其平均弯曲强度和断裂韧性进一步提高了13．8％和25．7％。(3)CVDTaC涂层为颗粒状结构，与基体结合良好，CVDTaC涂层对C／C复合材料短时烧蚀性能有较大提高，而对长时烧蚀性能则无明显提高；CVITaC对复合材料短时烧蚀性能提高不大，而对长时烧蚀性能有明显提高；CVI和CVDTaC同时改性对C／C复合材料短时和长时烧蚀性能均有明显提升。(4)热处理前，SiC／TaC界面为管状结构，复合材料的抗弯强度为241．6MPa，以脆性断裂为主；经1400～1800℃热处理后，TaC界面破坏呈颗粒状，复合

6、材料的平均抗弯强度略有下降，断裂方式不变；经2000～2500℃热处理后，SiC、TaC界面均受到破坏，复合材料平均抗弯强度急剧下降，断裂方式由脆性断裂转变为假塑性断裂。本文共有图56幅，表19个，参考文献90篇。关键词：C／C复合材料，CVD／CVITaC，微观结构，力学性能，烧蚀性能分类号：TB332Design，PreparationandPropertiesofC／CCompositeswithTaCCeramicAbstract：AddingrefractorymetalcarbidesinC／Ccomposit

7、esiSaneffectivemeanstoimprovethemechanicalpropertiesandablationpropertiesofC／Ccomposites．Inthispaper,CVITaC-C／C，CVDTaC-C／C，CVI+CVDTaC．C／Ccompositeshadbeenpreparedbyisothermalchemicalvaporinfiltration／depositionprocess．Themicrostructure，mechanicalproperties，ablatio

8、npropertiesofthesecompositeshadbeenanalyzed．刀)einfluenceofC订乃CandCVDTaConmechanicalpropertiesandablationpropertiesofthecompositeshadbeendisscussed．Inadd