氮化硅复合材料的微观结构与力学性能.pdfVIP

学兔兔 第 l9卷第 6期 粉末冶金材料科学与工程 2014年 12月 、，0l_19No．6 MaterialsScienceandEngineeringofPowderMetallurgy Dec．2014 凝胶注模法制备碳纤维／氮化硅复合材料的 微观结构与力学性能 黄 龙，肖 鹏，罗 衡，周 伟 (中南大学 粉末冶金国家重点实验室，长沙 410083) 摘 要：通过化学气相沉积在短碳纤维表面制备C／SiC复合涂层，然后采用凝胶注模法制各纤维体积分数分别为 2％和4％的CfCSi3N 复合材料，利用x射线衍射与扫描电镜对该材料的物相与组织结构进行分析，研究短碳纤维 对 si3N 陶瓷力学性能的影响。结果表明：随碳纤维体积分数增加，C~／Si3N4复合材料的密度和抗弯强度降低，但 断裂韧性明显提高。当纤维体积分数为4％时，材料的断裂韧性达到8．91MPam·“，比氮化硅陶瓷提高 1．6倍，材 料主要由长柱状的B．si3N4基体、C／SiC涂层及碳纤维组成，碳纤维表面的C／SiC双涂层可防止高温下碳纤维与氮 化硅基体发生反应，使碳纤维与氮化硅基体界面结合 良好，以提高材料韧性并保证有合适的强度，满足功能材料 在一定条件下的使用要求。 关键词：碳纤维；氮化硅；抗弯强度；断裂韧性 中图分类号：TB332 文献标识码：A 文章编号：1673．0224(2014)6．0874．07 M icrostructuresandmechanicalpropertiesofcarbonfiber reinforcedsiliconnitridecompositespreparedbygel-casting HUANGLong，XIAO Peng，LUO Heng，ZHOU W ei (StateKeyLaboratoryofPowderMetallurgy,CentralSouthUniversity,Changsha410083，China) Abstract：Carbonfiberreinforcedsiliconnitridematrixcomposites(C~S／i3N4)withshortcarbonfibersofO％，2％and 4％(volumefraction)wereprepraedbygel—casting．ThephasecompositionnadmicrostruetureofCf／Si3N4werestudied byXRD andSEM ．Theeffectofvolumerfactionofshortcarbonfiberonmechanicalpropertiesofthecompositeswas investigated．Theresultsshowthat：withincreasingthecontentofshortcrabonfiber,htedensiyt nadbendingstrengthof Cf／Si3N4compositesdecrease．whilethefracturetoughnessincreasesobviously．Th efracturetoughnessis8．91MPam‘“ whichis1．6timeshigherthanthatofsinglephasesiliconnitrideceramicswhenhtevolmu efractionofshort crabon fibersis4％．Thecompositeismainlycomposedofl