纳米压痕技术测试纤维束内沥青炭和粗糙层热解炭的力学性能

为了研究纤维束内沥青炭和粗糙层热解炭的力学性能,以2.5D针刺炭毡为增强体,分别通过中温煤沥青浸渍炭化和化学气相沉积制备得到C/C复合材料。使用G200型纳米压痕仪对C/C复合材料纤维束内基体进行纳米压痕测试,采用连续刚度测试方法,利用Oliver和Pharr模型获得试样弹性模量随测试深度的变化,利用弹性模量和硬度两参数Weibull分布函数对纳米压痕测试结果进行统计分析。结果表明,沥青炭和粗糙层热解炭的弹性模量平均值分别为(14.92±2.02) GPa和(12.87±1.35)GPa;硬度的平均值分别为(0.64±0.14) GPa和(0.67±0.17) GPa。沥青炭和粗糙层热解炭的弹性模量的Weibull分布模数分别为8.60和9.18,弹性模量的特征值分别为15.63 GPa和13.40 GPa。