SiC纤维增强钛基复合材料研究现状与展望

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1、c。MP。s怔s复合材料$iG纤维增强钛基复合材料研究现状与展望ResearchandProspectofSiCFiber-ReinforcedTitaniumMatrixComposites无锡职业技术学院机械技术学院曹秀中中航工业北京航空制造工程研究所韩秀全赵冰侯红亮【摘要】连续SiC纤维增强钛基复合材料(sic／Ti)是一种重要的高推重比发动机(推重比>12)用结构材料，它的应用为发动机设计和制造带来了革命性的变革二SiC仃i复合材料代表了高推重比发动机用结构材料的发展方向，欧美国家设立了多项研究计划来发展SiC

2、／Ti复合材料，技术水平已经达到或接近于实用状态。介绍了国内外对连续纤维增强钛基复合材料的研究现状及国内研究存在的一些问题．并对国内SiC／Ti复合材料的未来发展提出了一些建议，关键词：SiC纤维SiC／Ti复合材料界面力学性能【ABSTRACT]ContinuousSiCfiber．reinforcedtitaniumcomposite(SiC／Ti)isanoutstandingstructuralmaterialforaerospacebecauseofitssuperiorpropertiescomparedt

3、otitaniumalloysandhightemperaturealloys，therefore，itisconsideredasaverypromisingmaterialforthehighthrustweightratioturbineengine．ManycountrieshavelayemphasisontheresearchofSiC／Ticomposites，forexample，EuropeandAmericahaveestablishedseveralengineprojectinvolvedSiC

4、／Ti．InthispapeLresearchofSiC／Tiisintroducedinseveralaspectsincludingrawmaterials，manufacturemethod，mechanicaIpropertiesandapplications．Atlast，someadvicesareproposedforthedevelopmentofSiC／TicompositesinChina．Keywords：SiCfiberSiC。／ricompositesInter-faceMechanicalp

5、ropertySiCf／Ti复合材料是以连续SiC纤维为增强体，以钛合金或钛铝金属间化合物为基体的一种具有优良综合性能的结构复合材料。SiCr／Ti复合材料具有许多优良的力学性能和物理性能，比强度、比刚度、疲劳性能均优于钛合金，与基体材料相比较，可以提高使用温度将近200。C，在提升结构性能的同时，大大降低了结构重量。由于SiC，／Ti复合材料具有这些优良的性能，在航空航天领域，特别是在高推重比发动机(推重比>12)中展现了良好的应用前景，已经成为提高发动机推重比、降低飞机燃油消耗、提高航程等的技术关键，是提升下一代发

6、动机整体性能的关键技术之一，是高推重比发动机必需的结构材料，将为发动机的设计和制造带来革命性变革。发达国家非常重视SiC／Ti复合材料的研究，制定了多项研究计划来推动它在发动机和飞机上的应用。美国先后启动了IHPTET研究计划(TheIntegratedHighPerformanceTurbineEngineTechnology)、NASP研究计划(NationalAeroSpacePlane)、TMCTECC研究计划(TitaniumMatrixCompositeTurbineEngineComponentConso

7、rtium)、Exoskeletal(美国空军的外骨架计划)、SBIR等研究计划，欧洲先后启动了Euclid、PREPHA(AdvancedHypersonicPropulsion)等研究计划，日本也有AMG、ESPR计划。这些综合和专项研究计划极大地促进了SiCflTi复合材料研究的发展It-21。国外研究者研究了多种金属基体的SiCf／Ti复合材料，形成了比较完善的研究体系。对SiCCTi的制备工艺、界面分析、力学性能进行了深入广泛的研究，积累了丰富的试验数据，建立了性能与寿命预测数据库，为发动机结构设计和制造奠定

8、了坚实的基础。在SiC／Ti复合材料的应用研究方面，特别是在结构件验证技术方面开展了大量的研究。在军用发动机和民用飞机上，SiC／Ti已经得到应用，在发动机整体叶环、传动轴等结构件验证方面积累了大量丰富的经验，已经接近于实用状态。与国外相比，国内的研究工作起步较晚，20世纪90年代才开始这方面研究工作．目前的工作主要停留在实验室研