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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)
  • ISSN号:1007-8827
  • 期刊名称:《新型炭材料》
  • 时间:0
  • 分类:TQ342.74[化学工程—化纤工业]
  • 作者机构:[1]北京航空航天大学化学与环境学院,仿生智能界面科学与技术教育部重点实验室,仿生能源材料与器件北京市重点实验室,北京100191, [2]东华大学纤维材料改性国家重点实验室,上海201620, [3]北京农学院国际学院,北京102206
  • 相关基金:国家自然科学基金(11272001,11522216); 爆炸科学与技术国家重点实验室基金(KFJJ15-21M); 工业装备结构分析国家重点实验室基金(GZ15213); 摩擦学国家重点实验室基金(SKLTKF14B14); 纤维材料改性国家重点实验室基金(LK0904); 高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室基金(SKL201304SIC); 中央高校基本科研业务费专项基金(YWF-15-HHXY-004)
中文摘要:

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。

英文摘要:

A 3D needle-punched C / C composite with a high density was fabricated and its bend properties were investigated at room and high temperatures. Macro-fracture and SEMmicrographs were examined to understand the deformation and failure mechanism. Results showthat the load-deflection curves below400 ℃ exhibit a linear elastic and brittle fracture failure,while the curves at temperatures above 500 ℃ showan obvious tough and plastic failure. The bend strength and modulus decrease significantly with increasing temperature due to severe carbon oxidation. Below500 ℃,the main damage to the composite is in the form of matrix cracking,90° fiber / matrix debonding,local twisting and fracture of the 0° fibers. Above 500 ℃,the oxidation of the composite is significant and the interfacial adhesion between fibers and matrix is decreased significantly.

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期刊信息
  • 《新型炭材料》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院山西煤炭化学研究所
  • 主编:成会明
  • 地址:太原市桃园南路11号中科山西煤化所
  • 邮编:030001
  • 邮箱:tcl@sxicc.ac.cn
  • 电话:0351-2025254
  • 国际标准刊号:ISSN:1007-8827
  • 国内统一刊号:ISSN:14-1116/TQ
  • 邮发代号:22-164
  • 获奖情况:
  • 1999年、2000、2001年连续三年评为山西省一级期刊,荣获中科院2000年优秀期刊三等奖,入选2001年度科技部组织的“中国期刊方阵”,中国期刊方阵“双效”期刊,2004年获第三届中国百科杰出学术期刊奖,2005年获第三届国家期刊提名奖,2006年获第二届北方十佳期刊奖,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:5764