裂解碳涂层对碳纤维增强碳化硅复合材料力学性能的影响

采用先驱体裂解 热压烧结方法制备出Cf/SiC复合材料。探讨了裂解碳涂层和烧结温度对复合材料纤维 /基体界面和力学性能影响。烧结温度为 180 0℃时 ,由于其中由富碳界面相构成的纤维 /基体界面相使纤维 /基体界面结合适中 ,具有较好的力学性能。

碳纤维增强碳化硅复合材料的力学性能与界面

以AlN和Y2 O3为烧结助剂 ,采用先驱体转化 -热压烧结的方法制备了Cf/SiC复合材料 .研究了烧结温度对复合材料界面和力学性能的影响及烧结助剂对显微结构的影响 .结果表明 :由于烧结时晶界液相和SiC AlN固溶体的形成 ,当烧结温度为 1 750℃时 ,复合材料具有较高的致密度和较好的力学性能 ;当烧结温度升为 1 80 0℃时 ,在复合材料密度增大的同时 ,其力学性能也大幅度提高 ,此时复合材料抗弯强度与断裂韧性分别高达 691 .6MPa和2 0 .7MPa·m1 / 2 ,复合材料呈现韧性断裂 ;进一步提高烧结温度至 1 850℃时 ,虽然复合材料的密度有所增加 ,但由于纤维 /基体界面结合过强以及纤维本身性能退化加剧 ,复合材料呈现典型的脆性断裂 ,其力学性能急剧降低 ;纤维 /基体的界面是导致纤维增强陶瓷基复合材料性能的关键因素 ,其中 ,纤维的脱粘与拔出是主要的增韧因素 .

先驱体转化-热压烧结碳纤维增韧碳化硅复合材料的显微结构

采用ＸＲＤ，ＨＲＴＥＭ 和ＳＥＭ 等分析测试手段，研究了以聚碳硅烷（ＰＣＳ）为先驱体和粘结剂，Ｙ２Ｏ３ 和ＡｌＮ 为烧结助剂，采用先驱体转化－热压烧结法制备的Ｃｆ／ＳｉＣ复合材料的显微结构。结果表明，Ｙ２Ｏ３ 主要与ＰＣＳ的裂解产物以及ＡｌＮ 和ＳｉＣ表面的氧化物发生反应，形成有助于复合材料致密化的液相，而ＡｌＮ 则与烧结液相和ＰＣＳ之间通过反应－ 溶解－ 沉积过程，形成主要分布于界面相中的微小ＳｉＣ－ＡｌＮ 固溶体。正是由于含有一定量ＳｉＣ－ＡｌＮ 固溶体的富碳界面相使纤维与基体之间的结合适中，纤维易发挥脱粘和拔出作用。

热压烧结C_f/SiC复合材料的力学性能

以ＡｌＮ－ Ｙ２Ｏ３ 为烧结助剂体系，采用先驱体转化－ 热压法制备出了Ｃｆ／ＳｉＣ复合材料． 研究了烧结助剂及其用量和烧结温度对复合材料力学性能的影响． 结果表明，由于ＡｌＮ－ ＳｉＣ的固溶和液相烧结的作用，复合材料具有较好的力学性能． 烧结温度为１ ８００ ℃时，复合材料的抗弯强度和断裂韧性随烧结助剂用量的增加而不断提高；烧结温度为１ ８５０ ℃时，烧结助剂用量较少的复合材料具有很好的断裂韧性． 随着烧结助剂用量的增加，虽然复合材料的抗弯强度不断提高，但由于晶界相和ＡｌＮ－ ＳｉＣ 固溶体量的增加，使纤维与基体的结合过强，从而导致纤维不能发挥拔出作用，复合材料的断裂韧性值降低． 不过，复合材料由于纤维的脱粘仍具有较好的断裂韧性． 碳纤维的脱粘和拔出对Ｃｆ／ＳｉＣ 复合材料的增韧起到了重要的作用．

先驱体转化─热压烧结法制备C_f/SiC复合材料

以Y2 O3-Al2 O3和MgO -Al2 O3为烧结助剂体系 ,研究了烧结助剂体系及其含量对Cf/SiC复合材料密度与力学性能的影响。结果表明 ,以Y2 O3-Al2 O3为烧结助剂时 ,复合材料的力学性能优于烧结助剂为MgO -Al2 O3时复合材料的力学性能。当烧结助剂为Y2 O3-Al2 O3时 ,随着烧结助剂含量的增加 ,复合材料力学性能不断提高 ,断裂韧性在烧结助剂含量为 12 %时达到最大值 14.83MPa·m1/ 2 。进一步增加烧结助剂的含量 ,复合材料的抗弯强度虽有提高 ,但断裂韧性急剧降低。烧结助剂含量超过 15%后 ,抗弯强度也急剧降低。结果同时证明 ,复合材料的断裂行为取决于纤维 /基体间的界面结合强度 ,即纤维

AIN和B对热压烧结C_f/SiC复合材料性能的影响

研究了烧结助剂ＡＩＮ 和Ｂ对Ｃｆ／ＳｉＣ复合材料力学性能的影响。结果表明：Ｂ含量较低时（小于０．５ｗ ｔ％ ），Ｂ的增加能有效地提高复合材料的抗弯强度与断裂韧性，继续增加Ｂ的用量至１ｗ ｔ％ ，虽能大幅度提高复合材料的强度，但使复合材料的断裂韧性大大降低。ＡＩＮ 与ＳｉＣ高温反应形成固溶体，能起到强化和细化基体ＳｉＣ晶粒以及改善ＳｉＣ晶界结构的作用，但对复合材料内纤维与基体间界面的结合影响较小，因此与Ｂ的作用相比，ＡＩＮ 对复合材料密度和力学性能的影响较小。烧结助剂为５ｗ ｔ％ ＡＩＮ－０．５ｗ ｔ％ Ｂ，经１８５０℃和２５ＭＰａ 热压烧结后的Ｃｆ／ＳｉＣ复合材料具有较佳的综合力学性能，其抗弯强度与断裂韧性值分别为５２６．６ＭＰａ 和１７．１４ＭＰａ·ｍ １／２。