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TENSILE TESTING OF C/C COMPOSITES AT HIGH TEMPERATURES
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作者 Zhou, S.R. Qiao, S.R. +1 位作者 Bai, S.H. Tian, C.S. 《Acta Metallurgica Sinica(English Letters)》 SCIE EI CAS CSCD 1999年第1期97-103,共7页
The tensile properties of three different carbonfiberreinforced carbon composites (C/C), mat C/C, 2D laminate and 4D C/C, were investigated under the combined influence of temperature and loading rate. From the experi... The tensile properties of three different carbonfiberreinforced carbon composites (C/C), mat C/C, 2D laminate and 4D C/C, were investigated under the combined influence of temperature and loading rate. From the experiments the following could be concluded: loading rate between 10-1-10 mm/min was valid; the fracture stress of the three kinds of C/C composites increased with increasing temperature in the range from room temperature to 1900, and the initial modulus of 2D laminate C/C composites increased with the increase of temperature up to 2000. 展开更多
关键词 tensile testing c/c composite high temperature mechanical property
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C/SiC复合材料在典型模拟环境下高温拉伸性能研究 被引量:2
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作者 唐君 袁泽帅 +4 位作者 黄汝超 袁建宇 徐林 李军平 卢鹉 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期85-89,共5页
以先驱体浸渍裂解(PIP)工艺制备的C/SiC复合材料为对象,研究了C/SiC复合材料在典型模拟环境下的高温拉伸性能,首次获得了约3 000 s时间不同变状态条件下材料的高温拉伸性能数据,探讨了不同条件下C/SiC复合材料高温承载行为及其变化规律... 以先驱体浸渍裂解(PIP)工艺制备的C/SiC复合材料为对象,研究了C/SiC复合材料在典型模拟环境下的高温拉伸性能,首次获得了约3 000 s时间不同变状态条件下材料的高温拉伸性能数据,探讨了不同条件下C/SiC复合材料高温承载行为及其变化规律。研究结果表明,C/SiC复合材料经历约3 000 s复杂阶梯热环境后拉伸强度仍保持60%左右;经历大温度梯度热震后,C/SiC复合材料的高温拉伸性能保持率反而提高,最高保持率超过80%;热震温差越大,热震后保温时间越长,对材料的高温拉伸性能保持和提高越有利。 展开更多
关键词 c/SIc复合材料 热震 界面强度 高温拉伸性能
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高温热处理对C/C-SiC复合材料制备与力学性能的影响 被引量:18
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作者 王林山 熊翔 +3 位作者 肖鹏 闫志巧 张红波 刘根山 《新型炭材料》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期245-249,共5页
以针刺整体炭毡为坯体,采用树脂浸渍和化学气相沉积混合法制备C/C多孔体,然后熔硅浸渗制得C/C-S iC复合材料;研究了C/C多孔体的高温热处理对C/C-S iC复合材料密度、孔隙度、力学性能及断裂方式的影响。结果表明:炭涂层进行高温热处理可... 以针刺整体炭毡为坯体,采用树脂浸渍和化学气相沉积混合法制备C/C多孔体,然后熔硅浸渗制得C/C-S iC复合材料;研究了C/C多孔体的高温热处理对C/C-S iC复合材料密度、孔隙度、力学性能及断裂方式的影响。结果表明:炭涂层进行高温热处理可改变复合材料的弯曲断裂方式,使其具有一定的“假塑性”,弯曲强度下降约16%,压缩强度提高约20%,硬度增加;C/C多孔体的最终高温热处理可打开孔隙,有利于液S i的渗入,制备出密度较高(>2.0 g.cm-3)、开孔率较小(<4%)的复合材料,但导致其力学性能下降,基本上不影响其断裂方式。 展开更多
关键词 高温热处理 熔硅浸渗 c/c-SIc复合材料 力学性能 断裂方式
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浆料浸渍法制备C/C-SiC-ZrB_2超高温复合材料及其烧蚀性能研究 被引量:12
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作者 樊乾国 崔红 +3 位作者 闫联生 张强 孟祥利 杨星 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期1014-1018,共5页
采用浆料浸渍法引入ZrB2微粉作为耐超高温相,以炭纤维为增强体,以热解炭和SiC为基体,制备了ZrB2含量不同的耐超高温C/C-SiC-ZrB2复合材料;通过电弧风洞考核材料的抗烧蚀性能,通过XRD、SEM和EDS分析材料的烧蚀机理。结果表明:在Ma 6电弧... 采用浆料浸渍法引入ZrB2微粉作为耐超高温相,以炭纤维为增强体,以热解炭和SiC为基体,制备了ZrB2含量不同的耐超高温C/C-SiC-ZrB2复合材料;通过电弧风洞考核材料的抗烧蚀性能,通过XRD、SEM和EDS分析材料的烧蚀机理。结果表明:在Ma 6电弧风洞条件下,C/C-SiC-ZrB2复合材料的抗烧蚀性能优于C/C-SiC,且随着ZrB2含量的增加,抗烧蚀性能随之提高;在高温阶段形成的ZrO2-SiO2玻璃态熔融层起到了抗氧化烧蚀的作用。 展开更多
关键词 超高温复合材料 c c—Sic-ZrB2 烧蚀性能 烧蚀机理
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C/C复合材料与镍基高温合金GH3128钎焊 被引量:9
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作者 冯贞伟 高腾飞 +3 位作者 邵天威 郭伟 朱颖 曲平 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期105-108,118,共4页
在连接温度为1 170℃、保温时间为60 min的条件下,采用BNi2钎料对C/C复合材料和GH3128进行真空钎焊.利用扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪对接头的界面组织及断口形貌进行分析.结果表明,在钎焊过程中,Cr原子向C/C复合材料侧聚集,并与C原... 在连接温度为1 170℃、保温时间为60 min的条件下,采用BNi2钎料对C/C复合材料和GH3128进行真空钎焊.利用扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪对接头的界面组织及断口形貌进行分析.结果表明,在钎焊过程中,Cr原子向C/C复合材料侧聚集,并与C原子发生反应生成Cr3C2,改善了BNi2钎料对C/C复合材料的润湿性,从而实现了C/C复合材料与镍基高温合金GH3128的良好结合;C/C复合材料/BNi2/GH3128钎焊接头区域生成Cr3C2,MC,M3Ni2Si,Cr7C3,MB等反应产物.接头的断裂位置发生在靠近C/C复合材料的焊缝区域,接头的抗剪强度为24 MPa. 展开更多
关键词 c/c复合材料 镍基高温合金 真空钎焊 界面组织 力学性能
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高温处理对PCS裂解SiC基体的微晶形态及C/C-SiC材料性能的影响 被引量:6
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作者 杨星 崔红 +2 位作者 闫联生 张强 赵景鹏 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期127-132,共6页
采用聚碳硅烷(PCS)作为先驱体,通过浸渍裂解法制备C/C-SiC材料,分别经过1 400、1 500、1 600℃高温处理,研究了不同处理温度对SiC基体的微晶形态及C/C-SiC材料力学性能和抗氧化性能的影响。结果表明,3种处理温度下,SiC的晶型主要为β-Si... 采用聚碳硅烷(PCS)作为先驱体,通过浸渍裂解法制备C/C-SiC材料,分别经过1 400、1 500、1 600℃高温处理,研究了不同处理温度对SiC基体的微晶形态及C/C-SiC材料力学性能和抗氧化性能的影响。结果表明,3种处理温度下,SiC的晶型主要为β-SiC。温度升高,晶粒尺寸增大,1 500℃以后生长速度减缓;SiC微晶优先沿着(111)晶面生长,(220)和(311)晶面的生长取向逐渐增加。处理温度升高,C/C-SiC材料的弯曲强度和剪切强度不断下降。1 400℃处理后,C/C-SiC材料的断裂方式呈现出非常明显的韧性断裂。C/C-SiC材料在1 500℃静态空气中的氧化失重率随高温处理温度的升高而逐渐增大,氧化程度越来越严重,断面典型区域的氧化形貌由"尖笋状"成为"梭形"。 展开更多
关键词 高温处理 Sic基体 微晶形态 c/c-Sic材料 力学性能 抗氧化性能
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2D C/C复合材料超高温压缩性能试验研究 被引量:2
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作者 许承海 徐德昇 +2 位作者 宋乐颖 徐凯 孟松鹤 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期860-864,共5页
基于C/C复合材料良好导电特性,采用试样直接通电加热技术,对2D C/C复合材料在室温~2 400℃范围的压缩性能进行了试验研究,发展了C/C复合材料超高温力学性能试验方法,得到了2D C/C材料压缩强度、模量随温度的变化规律及其破坏模式。结果... 基于C/C复合材料良好导电特性,采用试样直接通电加热技术,对2D C/C复合材料在室温~2 400℃范围的压缩性能进行了试验研究,发展了C/C复合材料超高温力学性能试验方法,得到了2D C/C材料压缩强度、模量随温度的变化规律及其破坏模式。结果表明,2D C/C材料在一定温度范围内表现为线弹性、脆性破坏,压缩强度与模量随温度升高而增加,其中强度较模量增幅显著,强度在2 400℃左右达到最大;纤维束层间界面性能在2D C/C复合材料中起着重要作用,层间界面性能的改变直接影响着材料的力学性能及其破坏模式。 展开更多
关键词 2D c/c复合材料 超高温环境 压缩性能 破坏模式
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针刺C/C复合材料高温力学性能试验及本构关系(英文) 被引量:1
8
作者 林志远 邢会华 +1 位作者 侯晓 王立武 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期98-104,共7页
为研究针刺C/C复合材料高温下力学性能,通过C/C材料试件不同温度下的拉伸、压缩及剪切性能试验,观察试件在高温和外载荷作用下的破坏模式,获得了材料不同温度下的应力-应变曲线。基于对Jones-Nelson-Morgan模型改进并引入温度系数,建立... 为研究针刺C/C复合材料高温下力学性能,通过C/C材料试件不同温度下的拉伸、压缩及剪切性能试验,观察试件在高温和外载荷作用下的破坏模式,获得了材料不同温度下的应力-应变曲线。基于对Jones-Nelson-Morgan模型改进并引入温度系数,建立了C/C复合材料高温本构关系模型,并与试验结果进行了对比。结果表明,在温度≤1800℃,针刺C/C材料为线弹性本构关系,C/C材料拉伸、压缩及剪切强度均随温度的升高呈先升高、后降低趋势,在温度≥1600℃后,强度逐渐降低;建立的高温本构模型计算结果与试验结果吻合较好; C/C材料整体表现为脆性破坏,拉伸破坏纤维拔出尺寸较短,压缩破坏断口呈现45°豁口。 展开更多
关键词 针刺c/c复合材料 高温力学性能 本构关系 破坏模式
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高温处理温度对中密度C/C复合材料性能的影响
9
作者 嵇阿琳 崔红 +3 位作者 李贺军 程文 白侠 马文闵 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第18期20-23,38,共5页
研究了中密度(1.45~1.55g/cm3)针刺C/C复合材料分别经过1800℃、2000℃、2200℃高温处理后的热学和力学性能变化。随着处理温度的升高,材料的径向压缩强度逐渐降低,1800℃处理后材料的轴向压缩强度高于未处理试样。室温拉伸强度随处理... 研究了中密度(1.45~1.55g/cm3)针刺C/C复合材料分别经过1800℃、2000℃、2200℃高温处理后的热学和力学性能变化。随着处理温度的升高,材料的径向压缩强度逐渐降低,1800℃处理后材料的轴向压缩强度高于未处理试样。室温拉伸强度随处理温度的升高而增大,高温拉伸强度则随处理温度的升高而降低,未处理试样高温拉伸强度达到94.7MPa,2200℃处理后只有65.6MPa,但仍高于室温拉伸强度(50MPa左右)。不同温度处理后材料的高温轴向弯曲最大载荷应变和模量趋于一致,而室温测试结果随着处理温度的升高而降低。轴向拉伸模量和延伸率随温度变化的规律性则不强。材料的轴向热膨胀系数随处理温度的升高而降低,但变化幅度不大,室温至1000℃线胀系数为(1.5~2.0)×10-6/℃。未处理试样和1800℃处理试样的径向导热系数相当,1000℃时约为11W/(m.K),2000℃和2200℃处理试样的导热系数相当,1000℃时约为15W/(m.K)。与1800℃处理后薄壁构件的变形性相比,2200℃处理构件变形大,出现不等量变形现象。 展开更多
关键词 c/c复合材料 高温处理 力学性能 热学性能 变形
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高温环境作用下T800碳纤维/AC631双马来酰亚胺复合材料的疲劳行为 被引量:1
10
作者 高禹 杨晓东 +2 位作者 董尚利 王柏臣 包建文 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期89-95,共7页
在200℃高温环境下对多向铺层T800/AC631双马来酰亚胺复合材料进行了长时间暴露处理,测试了复合材料的质损率、动态力学性能和拉伸强度。根据拉伸强度确定疲劳应力水平,并测试了高温环境处理前后材料的疲劳性能。采用宏观目视和超声C扫... 在200℃高温环境下对多向铺层T800/AC631双马来酰亚胺复合材料进行了长时间暴露处理,测试了复合材料的质损率、动态力学性能和拉伸强度。根据拉伸强度确定疲劳应力水平,并测试了高温环境处理前后材料的疲劳性能。采用宏观目视和超声C扫描对复合材料疲劳损伤状况进行了表征和分析。结果表明,随着高温环境处理时间的延长,复合材料的质损率先迅速增加再缓慢增加。复合材料动态力学性能的变化归因于高温环境处理后的复合材料发生了一定程度的后固化、物理老化和界面局部脱粘。高温环境处理1000 h后,复合材料出现了轻微损伤,其疲劳寿命与原始态相比明显下降。复合材料的疲劳破坏模式主要为纤维断裂和铺层分层开裂。经历高温环境处理的T800/AC631复合材料的刚度明显下降,迟滞回能环轴线斜率和面积减少,表明复合材料出现了明显的高温老化损伤。 展开更多
关键词 碳/树脂基复合材料 高温环境 疲劳性能 动态力学热分析 超声c扫描
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高温空气下C/SiC复合材料力学性能测试 被引量:5
11
作者 陈伟华 王丽燕 +3 位作者 张晗翌 季妮芝 李冠姝 马静 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期26-32,48,共8页
测试了C/SiC复合材料在高温空气下的压缩、弯曲和拉伸性能,利用扫描电子显微镜分析复合材料在室温与高温条件下的断口微观形貌。结果表明:从室温升温到1000℃测试温度时,C/SiC复合材料的压缩强度由247 MPa降低至78 MPa,性能降低68%;弯... 测试了C/SiC复合材料在高温空气下的压缩、弯曲和拉伸性能,利用扫描电子显微镜分析复合材料在室温与高温条件下的断口微观形貌。结果表明:从室温升温到1000℃测试温度时,C/SiC复合材料的压缩强度由247 MPa降低至78 MPa,性能降低68%;弯曲强度由480 MPa降低至277 MPa,性能降低42%;拉伸强度由247 MPa降低至152 MPa,性能降低38%。高温氧化导致界面退化,损伤材料基体与碳纤维结构,加剧了纤维断裂程度,改变了纤维与基体的结合状态,纤维增韧机制逐渐消失,导致复合材料性能下降。 展开更多
关键词 c/SIc复合材料 高温空气 高温力学性能 微观结构
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超高温陶瓷改性C/C复合材料抗氧化烧蚀性能研究进展
12
作者 孙丹羽 朱世步 +2 位作者 刘泰山 张强 马荣檄 《材料导报》 EI CAS 2024年第S01期104-114,共11页
碳/碳(C/C)复合材料具有高强、轻质和耐温等优势,在航天领域取得广泛应用;但由于其抗氧化性能较差,难以满足高超声速飞行器长时飞行、大气层再入飞行和跨大气层飞行的服役环境。利用超高温陶瓷改性C/C复合材料(C/C-UHTC)可以显著提高C/... 碳/碳(C/C)复合材料具有高强、轻质和耐温等优势,在航天领域取得广泛应用;但由于其抗氧化性能较差,难以满足高超声速飞行器长时飞行、大气层再入飞行和跨大气层飞行的服役环境。利用超高温陶瓷改性C/C复合材料(C/C-UHTC)可以显著提高C/C复合材料的抗氧化烧蚀性能,有望满足新一代飞行器长时间抗氧化、抗烧蚀及结构强度的要求。本文总结了C/C-UHTC复合材料烧蚀性能的常用测试方法,包括氧-乙炔烧蚀、等离子烧蚀、激光烧蚀和风洞烧蚀,简要介绍了各种烧蚀性能测试方法的特点。此外,对近年来Zr系和Hf系单组元、双组元和三组元C/C-UHTC复合材料的烧蚀性能及烧蚀机理进行详细阐述。 展开更多
关键词 超高温陶瓷 c/c复合材料 抗氧化烧蚀性能 测试方法 烧蚀机制
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碳/碳复合材料超高温力学性能测试研究 被引量:17
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作者 武保华 刘春立 +2 位作者 张涛 李德禄 刘树信 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2001年第6期67-71,76,共6页
超高温力学性能测试系统采用通电的方法对试样进行加热 ,并利用自行研制的引伸仪解决了变形测量问题。采用此系统对碳 /碳复合材料进行超高温测试 ,获得了 30 0 0℃范围内材料拉伸和压缩性能随温度的变化关系 ,并给出了相应的应力—应... 超高温力学性能测试系统采用通电的方法对试样进行加热 ,并利用自行研制的引伸仪解决了变形测量问题。采用此系统对碳 /碳复合材料进行超高温测试 ,获得了 30 0 0℃范围内材料拉伸和压缩性能随温度的变化关系 ,并给出了相应的应力—应变曲线。 展开更多
关键词 碳/碳复合材料 超高温测试 力学性能 拉伸性能 压缩性能
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室温和高温下三维针刺炭/炭复合材料的弯曲性能及破坏机理(英文) 被引量:5
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作者 李典森 姚倩倩 +1 位作者 姜楠 江雷 《新型炭材料》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期437-444,共8页
本文制备了高密度三维针刺炭/炭复合材料,研究了该材料在室温和高温下的弯曲性能,并从宏、细观角度研究了材料的变形与失效机理。结果表明,三维针刺炭/炭复合材料具有好的抗弯曲性能,400℃以下的载荷-挠度曲线呈线弹性和脆性破坏特征;... 本文制备了高密度三维针刺炭/炭复合材料,研究了该材料在室温和高温下的弯曲性能,并从宏、细观角度研究了材料的变形与失效机理。结果表明,三维针刺炭/炭复合材料具有好的抗弯曲性能,400℃以下的载荷-挠度曲线呈线弹性和脆性破坏特征;而更高温度下的曲线表现出明显的韧性和塑性失效。由于氧化作用的加重,材料的弯曲性能随着温度的升高而显著减小。材料呈现锯齿状断裂特征,在500℃以下,主要的损伤形式表现为基体开裂,90°纤维/基体脱粘,0°纤维的局部扭曲和断裂;而在更高温度下,复合材料的氧化特征更加明显,纤维和基体间的界面粘结性能显著下降。 展开更多
关键词 三维针刺炭/炭复合材料 高温 弯曲性能 失效机理
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热处理对含C-SiC-TaC-C界面C/C复合材料力学性能的影响 被引量:5
15
作者 李斌 陈招科 熊翔 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期98-103,共6页
以准三维针刺炭纤维毡为预制体,采用化学气相渗透工艺在预制体中炭纤维/基体炭之间制备C-SiC-TaC-C复合界面,利用树脂浸渍-炭化工艺对材料进一步增密,获得含C-SiC-TaC-C界面的C/C复合材料。研究了1400~2500℃不同温度热处理前后复合材... 以准三维针刺炭纤维毡为预制体,采用化学气相渗透工艺在预制体中炭纤维/基体炭之间制备C-SiC-TaC-C复合界面,利用树脂浸渍-炭化工艺对材料进一步增密,获得含C-SiC-TaC-C界面的C/C复合材料。研究了1400~2500℃不同温度热处理前后复合材料的微观结构和力学性能。结果表明:热处理前,SiC-TaC界面为管状结构,复合材料的抗弯强度为241.6MPa,以脆性断裂为主;经1400~1800℃热处理后,TaC界面破坏呈颗粒状,复合材料的平均抗弯强度下降到238.9~226.1MPa,其断裂方式不变,但断裂位移由0.7mm增至1.0mm;经2000~2500℃热处理后,SiC、TaC界面均受到破坏,复合材料平均抗弯强度急剧下降至158.7~131.8MPa,断裂方式由脆性断裂转变为假塑性断裂。 展开更多
关键词 c/c复合材料 c-Sic-Tac-c界面 热处理 界面微观结构 力学性能
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单向C/C复合材料高温氧化环境力学性能试验
16
作者 陈波 温卫东 杨兴林 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期458-465,共8页
为研究高温氧化环境单向C/C复合材料力学特性,对C/C复合材料单向板开展了700℃和900℃的氧化试验以及室温、700℃和900℃的拉伸试验。结果表明:无涂层单向C/C复合材料在相同温度下,失重率随着氧化时间的增加而增大,在相同氧化时间内,温... 为研究高温氧化环境单向C/C复合材料力学特性,对C/C复合材料单向板开展了700℃和900℃的氧化试验以及室温、700℃和900℃的拉伸试验。结果表明:无涂层单向C/C复合材料在相同温度下,失重率随着氧化时间的增加而增大,在相同氧化时间内,温度越高,氧化失重率越大;无涂层单向C/C复合材料在700℃氧化4 h后失重率为83.78%,有涂层单向C/C复合材料700℃氧化4 h后的氧化失重率为1.17%;有涂层单向C/C复合材料在700℃的力学性能高于室温,室温和700℃的应力应变曲线均呈线性;氧化后的试验件的应力/应变曲线呈明显非线性;相同温度下,材料的力学性能随着氧化时间的增加而降低;相同时间内,温度越高,材料的拉伸强度退化的越剧烈。建立了一种考虑氧化速率的C/C复合材料高温氧化环境力学性能退化模型,拟合得到了无涂层单向C/C复合材料700℃和900℃拉伸强度随氧化时间的变化曲线,并外推计算得到了无氧化时的单向C/C复合材料700℃的拉伸强度,得到了良好的预测效果。 展开更多
关键词 单向板 c/c复合材料 高温氧化环境 强度退化 力学性能
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轴棒法炭棒轴向拉伸力学性能测试新方法
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作者 谭鑫明 刘勇琼 廖英强 《炭素》 2011年第2期28-30,27,共4页
轴棒法炭/炭复合材料中炭棒的轴向拉伸力学性能是数值模拟的关键数据,而由于炭棒的脆性及自身不易测量等特点,国内外研究不多。本文采用创新方法,对2500℃高温处理后炭棒轴向拉伸力学性能进行了测试,测试结果表明:经过2500℃处理... 轴棒法炭/炭复合材料中炭棒的轴向拉伸力学性能是数值模拟的关键数据,而由于炭棒的脆性及自身不易测量等特点,国内外研究不多。本文采用创新方法,对2500℃高温处理后炭棒轴向拉伸力学性能进行了测试,测试结果表明:经过2500℃处理过的炭棒和未经过高温处理过的炭棒进行比较,前者断裂力下降较大,下降了62%,弹性模量略有上升,上升幅度为37%,符合文献数据,证明了试验方法的有效性。 展开更多
关键词 炭棒 轴向拉伸力学性能 高温热处理 炭/炭复合材料
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