石墨化度对炭／炭复合材料力学性能的影响

通过三点弯曲试验，并借助SEM断口形貌分析，研究了石墨化度对炭／炭复合材料抗弯强度的影响，对其断裂机制进行了探讨。试验所用材料的基体为沥青浸渍炭＋少量CVD炭，增强体炭纤维由乱短纤维和成束长纤维织成的炭布构成，长纤维沿X－Y平面分层铺开，长纤维层之间是随机分布的乱短纤维层。研究结果表明：当石墨化度不同时，复合材料的断裂机制不同；在所研究的石墨化度范围28.4%-77.3%内，随着石墨化度的提高，材料的抗弯强度呈现加速下降的趋势；当石墨化度为77.3%时，材料的抗弯强度仅为石墨化度为28．4％时的60％。在石墨化度较低（如27．4％和56．8％）时，材料中的长纤维呈现以拔出机制为主，裂纹沿长纤维束层与乱短纤维层之间的界面传播；在石墨化度较高（如70．6％和77．3％）时，材料中的长纤维被横向切断，裂纹切过长纤维向前传播。这对炭／炭复合材料的研究、开发具有指导意义。