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3D C/SiC复合材料在复杂环境试验中性能演变的两重性
  • ISSN号:1002-185X
  • 期刊名称:《稀有金属材料与工程》
  • 时间:0
  • 分类:TB332[一般工业技术—材料科学与工程]
  • 作者机构:[1]西北工业大学,超高温结构复合材料国防科技重点实验室,陕西,西安,710072 西北工业大学,超高温结构复合材料国防科技重点实验室,陕西,西安,710072 西北工业大学,超高温结构复合材料国防科技重点实验室,陕西,西安,710072 西北工业大学,超高温结构复合材料国防科技重点实验室,陕西,西安,710072 西北工业大学,超高温结构复合材料国防科技重点实验室,陕西,西安,710072
  • 相关基金:国家杰出青年基金项目(50425208)资助
中文摘要:

用减压化学气相浸渗法(LPCVI)制备2组3D C/SiC复合材料,其中一组具有不同厚度的PyC界面层,另一组PyC界面层厚度一定,但经过热处理.对C/SiC复合材料在复杂环境中性能演变的两重性,即确定性和随机性进行了研究.结果表明,残余强度及其波动性对评价材料的环境适应性和可靠性是必需的.界面层和涂层是对氧化环境最敏感的微结构控制单元.以敏感度排序,3种环境参数依次是温度、气氛和应力.气氛参数的排序是氧气、水和盐,应力参数的排序是疲劳/蠕变,蠕变和疲劳.应力通过增加涂层裂纹及宽度从而加速复合材料的性能演变.氧化物薄膜有利于涂层裂纹封填,水能促进这种封填,然而疲劳/蠕变应力会使涂层裂纹封填失效.因此包括有氧气、水、疲劳和蠕变的环境是所有环境中最恶劣的.为了使复合材料具有自适应性,PyC的厚度应为最优,以提高热处理的效果;需保持适中的涂层氧化速率,以提高近表面抗氧化性.而适中的氧化速率是由温度和氧化气体分压来控制的.

英文摘要:

Three-dimensional (3D) C/SiC composites with a CVD SiC coatings and a PyC interphase were prepared by low-pressure chemical vapor deposition method. The interphase was annealed and changed in thickness. Dualism, certainty and randomicity, in the evolution of C/SiC composites under complicated environments were investigated. The results show that residual strength and its fluctuation are important when evaluating environmental adaptability and reliability. The interphase and coatings are the key microstructural units most sensitive to oxidizing environments. The three parameters to be considered, in order of importance, are temperature, atmosphere and stress sensitivity. The most significant atmosphere is oxygen, followed by water and gait, while the most important stress parameters are fatigue/creep interaction, creep and fatigue. Stress promotes degradation of the composites due to opening of cracks in the coatings. An oxide film on the coatings is best to seal these cracks, and water can accelerate this sealing. However, a fatigue/creep interaction stress causes sealing failure, and then the environment including oxygen, water, fatigue and creep is the worse one of all. For the composites to be self-adaptable, the PyC thickness should be optimum for increasing annealing effect, and the coatings should be oxidized at a moderate rate for increasing resistance to oxidation. the temperature and the partial pressure of oxidizing gases control the moderate rate.

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期刊信息
  • 《稀有金属材料与工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国有色金属学会 中国材料研究学会 西北有色金属研究院
  • 主编:张平祥
  • 地址:西安市51号信箱
  • 邮编:710016
  • 邮箱:RMME@c-nin.com
  • 电话:029-86231117
  • 国际标准刊号:ISSN:1002-185X
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1154/TG
  • 邮发代号:52-172
  • 获奖情况:
  • 首届国家期刊奖,中国优秀期刊一等奖,中国有色金属工业优秀期刊1等奖
  • 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),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24715