含(PyC/SiC)n多层界面SiCf/SiC Mini复合材料的制备与拉伸行为

利用CVI法,在两种不同类型的国产SiC纤维束中引入(PyC/SiC)_4或(PyC/SiC)8多层界面,并进一步致密化,制备含不同纤维种类和界面类型的SiC_f/SiCMini复合材料。研究纤维种类和界面类型对SiC_f/SiCMini复合材料力学性能和断裂机制的影响。结果表明:致密化的SiC_f/SiCMini复合材料已形成一个整体,在纤维和基体连接处可观察到明显的界面层,且界面厚度均匀;A/(PyC/SiC)_4/SiC、B/(PyC/SiC)_4/SiC、A/(PyC/SiC)8/SiC三种SiC_f/SiC Mini复合材料的最大拉伸强度分别达到466,350和330 MPa,最终拉伸应变分别达到0.519%,0.219%和0.330%;拉伸断口均有纤维拔出,且随纤维种类或界面类型不同,纤维拔出长度和断口形貌有所差异。其中A/(PyC/SiC)_4/SiC以ModelⅡ断裂机制发生断裂,B/(PyC/SiC)_4/SiC和A/(PyC/SiC)8/SiC以ModelⅠ断裂机制发生断裂。

C/C-ZrC-SiC复合材料的Si^(2+)离子辐照行为

用强度为2 MeV的Si^(2+)离子对C/C-ZrC-SiC复合材料进行室温辐照,使用掠入射X射线衍射、拉曼光谱、透射电子显微分析、扫描电子显微分析和纳米压痕等手段研究了辐照前后C/C-ZrC-SiC复合材料的晶体结构、晶格损伤、微观组织结构、表面形貌及显微力学性能的变化。结果表明:Si^(2+)离子辐照后SiC晶格中产生的应力使晶格膨胀,而ZrC晶格未发生膨胀;辐照后SiC的拉曼峰宽化和偏移在Si-C区域形成新峰,离子辐照诱导ZrC出现的碳空位使其具有拉曼活性,从而出现特征峰;辐照后C/C-ZrC-SiC复合材料的表面形貌没有显著的变化,而ZrC和SiC中碳的原子含量分别提高了37.93%和13.03%;辐照使ZrC中出现大量的间隙缺陷团簇和SiC部分非晶化,且在ZrC与SiC晶粒的交界处出现完全非晶化区域;碳纤维中碳相的ID/IG值与石墨微晶的层面间距增大,热解碳的层状结构被破坏逐渐呈无序化;ZrC、SiC和碳纤维的纳米硬度和弹性模量增大,ZrC的变化最小表明其具有更高的稳定性。