界面层对三维机织角联锁SiCf/SiC复合材料断裂韧性的影响

Influence of interfacial layers on fracture toughness of three-dimensional woven angle interlock SiCf/SiC composites

段亚弟 ¹谢巍杰 ²邱海鹏 ²王晓猛 ²王岭 ²张典堂 ¹钱坤¹

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作者信息

1. 生态纺织教育部重点实验室(江南大学),江苏无锡 214122
2. 航空工业复合材料技术中心,北京 101300
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摘要

为探究界面层对SiCf/SiC复合材料性能的影响,选用国产第3代SiC纤维,通过先驱体浸渍裂解工艺制备了热解碳(PyC)、热解碳/碳化硅(PyC/SiC)、氮化硼(BN)、氮化硼/碳化硅(BN/SiC)4种界面层的三维机织角联锁SiCf/SiC复合材料.在此基础上,结合声发射技术对复合材料进行常温断裂韧性测试,并利用扫描电镜对其细观损伤模式进行评价.结果表明:界面层对三维机织角联锁SiCf/SiC复合材料的断裂强度和断裂韧性有强决定作用,但对其初始模量没有太大的影响;以PyC层为主界面层的试样具有良好的断裂韧性,试样P-SiCf/SiC和P/S-SiCf/SiC的断裂韧性分别为13.99和16.93 MPa·m1/2,而试样B-SiCf/SiC表现出强界面结合,具有最低断裂韧性6.47 MPa·m1/2;但在界面引入SiC层后,试样B/S-SiCf/SiC的断裂韧性显著提高至15.81 MPa·m1/2;声发射能量和撞击数可完整描述SiCf/SiC复合材料的实时损伤过程.

关键词

SiCf/SiC复合材料/三维机织角联锁/界面层/断裂韧性/声发射

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基金项目

国家科技重大专项(2017-VI-0007-0076)

国家自然科学基金(11702115)

国家自然科学基金(12072131)

出版年

2023

纺织学报

中国纺织工程学会

纺织学报

CSTPCDCSCD北大核心

影响因子：0.699

ISSN：0253-9721

参考文献量7

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