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连续碳化硅纤维增强碳化硅复合材料(SiCf/SiC)是发展先进航空发动机的关键材料,航空发动机长时服役要求材料具有优异的高温蠕变性能。本工作研究了平纹编织Cansas-Ⅱ碳化硅纤维增强碳化硅复合材料(2D-SiCf/SiC)在空气中的高温蠕变行为,蠕变温度为1200～1400℃,应力水平为80～140MPa。利用扫描电子显微镜(SEM)观察了2D-SiCf/SiC复合材料的微观组织和断口形貌,使用能谱分析仪(EDS)进行了成分分析。结果表明:当蠕变应力低于比例极限应力(σPLS)时, 2D-SiCf/SiC的蠕变断裂时间超过500h,稳态蠕变速率为1×10–10～5×10–10/s,蠕变行为由基体和纤维共同控制。当蠕变应力高于σPLS时,复合材料的基体、纤维和界面均发生氧化,蠕变断裂时间显著降低,稳态蠕变速率提高一个数量级,蠕变行为主要由纤维控制。 相似文献
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连续碳化硅纤维增强碳化硅复合材料(SiCf/SiC)是下一代航空发动机的关键结构材料,其界面性能是决定材料力学性能的重要因素之一。为此,本研究表征了国产三代2.5D SiCf/SiC的界面性能,并探究其与材料拉伸性能的关系。利用拉伸加/卸载过程中的迟滞特性定量分析了2.5D SiCf/SiC中各组元残余应力和界面滑动应力(IFSS),根据断口拔出纤维的断裂镜面半径得到了纤维就位强度(σfu)的统计分布,通过纤维推入法得到界面剪切强度(ISS)和界面脱黏能(Gi)。结果表明:利用宏观结合细观的方法能够较全面地描述SiCf/SiC从初始裂纹萌生到最终脱黏不同阶段的界面力学性能,2.5D SiCf/SiC的IFSS、ISS和Gi分别为56 MPa、(28±5) MPa和(2.7±0.6) J/m2。ISS和Gi较低,表明界面结合较弱,在剪应力作用下易产生裂纹,而IFSS较大,... 相似文献
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碳化硅纤维增强碳化硅复合材料(SiCf/SiC)是制造下一代航空发动机热结构件的关键材料,中等温度(～800℃)下,SiCf/SiC的蠕变断裂时间tu显著下降。为此,研究了平纹编织SiCf/SiC (2D-SiCf/SiC)在空气中500～1 000℃的蠕变性能及损伤机制,应力水平为100～160 MPa。利用SEM、TEM和EDS分析了断口形貌、微观组织和化学成分。结果表明：2D-SiCf/SiC的tu与温度和应力水平有关。相同温度下,2D-SiCf/SiC的tu随着应力增加而变短。当温度为800℃、蠕变应力大于基体开裂应力(PLS)时,2D-SiCf/SiC发生中温脆化现象,其tu下降。2D-SiCf/SiC的中温脆化机制为基体开裂、BN界面氧化和SiO2替代BN界面导致的强界面/基体结合。2D-Si... 相似文献
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