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梯度分布TaC界面改性C/C复合材料的微观结构与力学性能
  • ISSN号:1001-4381
  • 期刊名称:材料工程
  • 时间:2013.9.9
  • 页码:6-10
  • 分类:TB332[一般工业技术—材料科学与工程]
  • 作者机构:[1]中南大学粉末冶金国家重点实验室,长沙410083
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划资助项目(201ICB605805);国家自然科学基金创新群体研究资助项目(51021063);湖南省自然科学基金联合基金项目(10JJ6083)
  • 相关项目:特种粉末冶金材料应用基础研究
中文摘要:

利用化学气相渗透法在三维细编穿刺炭毡中的炭纤维表面沉积TaC陶瓷界面,通过控制气体在预制体中的流动方向,获得梯度分布TaC界面改性C/C复合材料。研究了材料的微观结构、弯曲性能以及断裂韧性,结果表明:TaC呈层状分布在炭纤维表面,从c/c复合材料表层到内部,TaC陶瓷相的含量呈梯度分布;梯度分布TaC界面改性C/C复合材料的平均弯曲强度为272.6MPa,平均断裂韧性为5.0MPa·m^1/2;整体上,沿材料厚度(Z轴)方向,随TaC含量的降低,纤维的拔出长度明显变短;在表层富TaC区,TaC含量对材料断裂行为有较大影响,其表现为:在TaC含量较多的外层,材料断裂为脆性断裂,而在TaC含量较少的内层,材料断裂为假塑性断裂。

英文摘要:

TaC ceramic interlayer was deposited on carbon fiber in three-dimensional fine-woven punc- tured felt by using chemical vapor infiltration method. By controlling the flow direction of the reaction gases in the preform, C/C composites with gradient distributed TaC interlayer were obtained. Micro- structure, flexural property and fracture toughness of the as-prepared composites were studied. The results show that TaC interlayer is deposited on the surface of carbon fiber and presents a gradient dis- trihution in C/C composites. The average flexural strength and fracture toughness of the as-prepared composites are 272.6MPa and 5.0MPa· m1/2 , respectively. In general, with the decreasing of the TaC content along the thickness direction (Z-axis) of the composites, the length of carbon fiber pulled out from the carbon matrix becomes shorter. In TaC-rich area, TaC content has significant influence on fracture behavior of the composites. The fracture behavior of the TaC-rich area is brittle in outer layer which has more TaC, while change to pseudo-ductile in inner layer which has less TaC.

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期刊信息
  • 《材料工程》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国航空工业集团公司
  • 主办单位:中国航空工业集团公司 北京航空材料研究院
  • 主编:曹春晓
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  • 国内统一刊号:ISSN:11-1800/TB
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