界面层对SiCf∕SiC复合材料力学性能及氧化行为的影响

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1、研究论文REsEARcH界面层对SiC／SiC复合材料力学性能及氧化行为的影响张冰玉，王岭，焦健，杨金华，刘善华(中航复合材料有限责任公司，北京101300)【摘要】为研究界面层对SiCf／SiC复合材料力学性能及氧化行为的影响，采用先驱体浸渍裂解工艺制备了3种不同界面层体系的SiC，／SiC复合材料。3种界面层分别为热解碳(PyC)、PyC+BN．I和PyC+BN一11(其中BN—I表示B质量分数大约2％，BN．II表示B质量分数大约20％)。研究表明，具有PyC界面层的SiC，／SiC复合材料常温力学性能最高，其常温弯曲强度达到380MPa，

2、而双界面层体系中，SiC，／SiC复合材料常温弯曲强度分别为282MPa(PyC+BN．I)和259MPa(PyC+BN．Ⅱ)。12000C氧化试验表明，具有PyC+BN一Ⅱ界面层的SiC，／SiC复合材料弯曲强度保留率最高，为54％。3种不同界面层体系的SiC，／SiC复合材料在氧化后均表现为脆性断裂。微观结构显示，界面和纤维被氧化是导致材料最终失效的原因；能谱分析表明，具有PyC+BN．I和PyC+BN．Ⅱ界面层的SiC，／SiC复合材料纤维内部未检测到0原子存在，证实BN有保护纤维的作用。关键词：界面层；SiC，／SiC复合材料；抗氧化性能

3、EffectofInterfaceonMechanicalPropertyandOxidationBehaviorofSiCf／SiCCompositesZHANGBingyu，WANGLing，JIAOJian，YANGJinhua，LIUShanhua(AVICCompositeCorporationLTD，Beijing101300，China)【ABSTRACT】Inordertoinvestigatetheinfuenceofinterfacesonthemechanicalpropertiesandoxidationbehaviors

4、ofSiCf／SiCcomposites，SiCf／SiCcompositeswith3differentinterfaces(PyC，PyC+BN—IandPyC+BN一Ⅱ)werepreparedviaprecursorinfiltrationandpyrolysis(PIP)method．ResultsshowedthatSiCf／SiCcompositeswithPyCinterfaceexhib·itedthehighestflexuralstrengthof380MPa．SiC，／SiCcompositeswithPyC+BN．Ian

5、dPyC+BN．I／interfacesexhibitedflexuralstrengthsof282MPaand259MPa，respectively．TheflexttralstrengthretentionrateofSiCf／SiCcompositeswithPyC+BN-Ⅱinterfacewas54％afterheattreatmentat1200℃inairfor2h．andallSiC／SiCcompositeswithdifferentinter—facesexhibitedbrittlefractureafterheattre

6、atment．ThemicrostructureofSiCf／SiCcompositesdemonstratedthattheoxida—tionofinterfacesandfiberscausedthefailureofthecomposites．EnergydispersivespectrometerhadnotdetectedoxygenonSiCfibersofSiC，／SiCcompositeswithPyC+BN．IandPyC+BN．Ⅱinterfaces。whichindicatedthatBNinterfacecaneffec

7、tivelyprotectfibersfromoxidation．Keywords：Interfaces；SiCf／SiCcomposite；Anti—oxidationDoI：10．16080／j．issnl671—833x．2017．12．078随着对航空发动机燃油效率和推重比要求的不断提高，航空工业对高温材料也提出了更加迫切的需求。传统的高温合金已经不能满足使用要求(高温合金使用温度上限1100℃)，目前各国的研发重点为陶瓷基复合材料，尤其是抗氧化性优异的SiCr／SiC复合材料。与金属材料相比，SiCf／SiC具有以下优势：密度低，仅为高

8、温合金的1／3～1／4；耐高温，可在700～16500C范围内工作数百甚至上千小时；具有良好的抗氧化性能[1-31。SiCf／SiC复合