C/C复合材料孔隙分形表征与弯曲强度计算

材料导报, 2013, 27(6): 140-144.

C/C复合材料孔隙分形表征与弯曲强度计算

秦涛 ^1, , 齐乐华 ^2, , 宋永善 ^3, , 张守阳 ^4, , 李贺军 ^5,

1.西北工业大学机电学院,西安710072

2.西北工业大学机电学院,西安710072

3.西北工业大学机电学院,西安710072

4.西北工业大学C/C复合材料研究中心,西安710072

5.西北工业大学C/C复合材料研究中心,西安710072

基金项目: 西北工业大学研究生院种子基金(Z2011075) 国家自然科学基金(50832004,50972121)

关键词： C/C复合材料 , 计盒维数 , 分形 , 孔隙 , 弯曲强度

Pore Fractal Characterization and Calculation of Flexural Strength of Carbon/Carbon Composites

采用热梯度化学气相渗透工艺(TCVI)制备了11组不同表观密度的热解碳基C/C复合材料,从每组C/C复合材料上分别截取4个试样进行弯曲强度实验.采用偏光显微镜(PLM)分析了材料的孔隙结构,并利用计盒法求出了图像中孔隙的分形维数.在此基础上利用分形理论表征C/C复合材料的孔隙结构,建立了相同增强预制体及致密化方法制备的C/C复合材料的弯曲强度分形计算模型.计算结果与实验值吻合较好,表明本研究提出的模型具有可行性.

参考文献

[1]	李贺军.炭/炭复合材料[J].新型炭材料,2001(02):79-80.
[2]	Influence of heat treatment on microstructure and properties of highly textured pyrocarbons deposited during CVD at about 1100 ℃ and above 2000 ℃[J].Composites science and technology,2008(5):p.1122.
[3]	Sun W C;Li H J;Zhang S Y et al.Microstructure of pyrolytic carbon matrix in carbon/carbon composites after graphitization[J].Key Engineering Materials,2007,336-338:1270.
[4]	孙万昌,李贺军,白瑞成,黄勇.微观组织结构对C/C复合材料力学行为的影响[J].无机材料学报,2005(03):671-676.
[5]	Liao J Q;Huang B Y;Shi G et al.Influence of porosity and total surface area on the oxidation resistance of C/C composites[J].Carbon,2004,40(13):2483.
[6]	Starr TL. .GAS TRANSPORT MODEL FOR CHEMICAL VAPOR INFILTRATION[J].Journal of Materials Research,1995(9):2360-2366.
[7]	Hejun Li;Aijun Li;Ruicheng Bai .Numerical simulation of chemical vapor infiltration of propylene into C/C composites with reduced multi-step kinetic models[J].Carbon: An International Journal Sponsored by the American Carbon Society,2005(14):2937-2950.
[8]	张美忠,李贺军,李克智.三维编织复合材料预制体孔隙的几何仿真[J].材料研究学报,2007(02):161-165.
[9]	施明恒,李小川,陈永平.利用分形方法确定聚氨脂泡沫塑料的有效导热系数[J].中国科学E辑,2006(05):560-568.
[10]	陶高梁,张季如.表征孔隙及颗粒体积与尺度分布的两类岩土体分形模型[J].科学通报,2009(06):838-846.
[11]	李妙玲,齐乐华,李贺军,徐国忠.炭/炭复合材料微观孔隙结构演化的分形特征[J].中国科学E辑,2009(05):974-979.
[12]	Kimura S;Matsuo Y;Tanaka S et al.Toughening of carbon fiber/pitch-based carbon matrix composites by microspace control[J].Synthetic Metals,2001,125(02):213.
[13]	张晓虎,李贺军,郝志彪,崔红,嵇阿琳.预制体结构对C/C喷管出口锥材料力学性能的影响[J].固体火箭技术,2006(05):380-383.
[14]	黄荔海,李贺军,刘皓,黄凤萍.碳毡及编织结构碳/碳复合材料常温力学性能研究[J].材料导报,2006(09):147-149.
[15]	刘涛,罗瑞盈,李进松,张宏波,侯亮亮.炭/炭复合材料的热物理性能[J].炭素技术,2005(05):28-33.
[16]	卢锦花,李贺军,刘皓,胡志彪,陈强.碳纤维表面处理对2D碳/碳复合材料弯曲性能的影响[J].材料工程,2005(09):3-6.
[17]	张济忠.分形[M].北京:清华大学出版社,1995
[18]	李妙玲,齐乐华,李贺军.C/C复合材料组分含量的图像分析方法[J].复合材料学报,2007(04):106-111.
[19]	张怀亮,孙栓辉,刘舜尧.数字分形图像分形维数计算[J].计算机仿真,2010(10):215-217,254.
[20]	张守阳 .新型CVI法制备C/C复合材料工艺及机理研究[D].西安:西北工业大学,2000.
[21]	邹林华,黄勇,黄伯云,黄启忠.C/C复合材料的显微结构及其与工艺、性能的关系[J].新型炭材料,2001(04):63-70.

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