微氧化对二维炭炭复合材料组织结构及试样宏观尺度的影响.pdfVIP

第# 卷! 第( 期 新! 型! 炭! 材! 料 G7(# #! A7# ( ! ##$ 年 月 A$B :@CDA @?$CE@F= 9*2# ##$ ! 文章编号：! ##+!--+ （##$ ）#(!#’+!#+ 微氧化对二维炭3 炭复合材料组织结构 及试样宏观尺度的影响 ，’ 李! 龙 ，! 曾燮榕 ，! 李贺军 ，! 邹继兆 ，! 唐汉玲 ，! 王明福 （# 西北工业大学 材料学院，陕西 西安! + ##+ ；! # 深圳大学 材料系，广东深圳! $-#)# ； ’ # 深圳市特种功能材料重点实验室，广东深圳! $-#)# ） 摘! 要：! 对二维炭3 炭（9 :3 : ）复合材料在+## ; . ’## ; 温度范围内的微氧化（氧化失重率小于) ）行为进 行了研究，并采用=$ 和千分尺等仪器考察了氧化前后:3 : 复合材料的组织结构和宏观尺度的变化，分析了微氧 化对材料组织结构及试样宏观尺度（即试样的体积）的影响规律。结果表明：在+## ; . ’## ; 温度范围内，9 :3 :复合材料的微氧化行为服从线性规律，且氧化速率随温度的升高而增大。同时，随温度的升高，微氧化区域由 材料的表面层区和近表面层区向材料的外表面和表面层区集中，微氧化程度加剧，而微氧化深度减小；宏观表现为 试样表面处的纤维3 基体界面分离明显化和纤维端头的锐化，以及:3 : 复合材料的体积下降。 关键词：! 炭3 炭复合材料；微氧化；组织结构 中图分类号：! ? ’’ 文献标识码：! @ ! 前言 学性能为参考。这样做的益处有二：一是澄清抗氧 化处理工艺对原始:3 : 复合材料的力学性能有何 ! ! 炭3 炭（:3 : ）复合材料以其极高的熔点和优异 影响；二是经氧化后，通过:3 : 复合材料与抗氧化 的热稳定性及高温力学性能而备受注目，尤其是在 :3 : 复合材料力学性能的对比，可辨析材料力学性 航空航天热结构部件的应用方面。它被誉为在 能退降是由于涂层消耗及组织结构变异，还是由于 ### ; 以上作为热结构材料使用的唯一候选 涂层失效或两种影响因素共同作用所引起的。就目 者［， ］。但:3 : 复合材料易氧化的缺点一直困扰着 前的研究现状，暂无法明确氧化后抗氧化:3 : 复合 工程技术人员，因为航空航天热结构部件通常都工 材料力学性能下降的主要影响因素。针对此问题， 作于高温强氧化环境中，这大大限制了:3 : 复合材 本研究首先就氧化对:3 : 复合材料的组织结构及 料优异性能的发挥。为此，研究者们针对:3 : 复合 试样宏观尺度的影响进行了详细研究，为后续的理 材料的氧化行为及抗氧化技术进行了广泛的研 论研究及物理模型的建立奠定基础。最终为评价抗 ［’!］ 究 ，提出了改性和涂层等抗氧化技术，并采用氧 氧化:3 : 复合材料经氧化后力学性能退降的原因 化失重率来评价经抗氧化处理的:3 : 复合材料的 分析提供实验参考。 耐氧化性能。但当:3 : 复合材料作为热结构材料 ! ! 据文献［ ，’ ］报道，:3 : 复合材料的氧化失 使用时，仅靠氧化失重单一指标评价:3 : 复合材料 重率为 和# 时，其弯曲强度分别下降# 和 的性能是不充分的，其高温力学性能也应作为其评