3D混杂梯度结构碳/碳复合材料微观结构和性能研究

功能材料, 2004, 35(z1): 3297-3303.

3D混杂梯度结构碳/碳复合材料微观结构和性能研究

韩立军 ^1, , 李铁虎 ^2, , 刘建军 ^3, , 郭恩明 ^4, , 邱海鹏 ^5, , 丁海英 ^6,

1.西北工业大学,材料科学与工程学院,陕西,西安,710072

2.西北工业大学,材料科学与工程学院,陕西,西安,710072

3.西北工业大学,材料科学与工程学院,陕西,西安,710072

4.北京航空制造工程研究所,北京,100024

5.北京航空制造工程研究所,北京,100024

6.北京航空制造工程研究所,北京,100024

基金项目: 国防预研基金(51461070103ZS5003)

关键词：碳/碳复合材料 , 混杂梯度 , Z-PIN , 微观结构 , 层间性能

Microtexture and mechanical properties of 3D functionally gradient hybrid C/C composites

采用Z-PIN与粘胶基碳纤维毡、粘胶基碳纤维平纹织物、聚丙烯氰基碳纤维平纹织物制备了3D混杂梯度纤维预制体,多相碳素基体经丙烯等温化学气相渗透(ISO-CVI)和煤焦油沥青高压浸渍碳化(HPIC)复合工艺制备,分析研究了多相碳素基体的组织特征、Z向增强体对粘胶基碳纤维织物碳/碳复合材料(RCC)和聚丙烯氰基碳纤维织物碳/碳复合材料(ACC)层间性能的影响以及失效模式.碳基体的微观组织结构为各向同性层、光滑层和粗糙层多相复合体,粘胶基碳纤维表面和聚丙烯氰基碳纤维表面沉积碳的微观组织存在差异性.采用高密度Z-PIN增强体可提高层间性能40%～60%.失效模式为层间和纤维束内裂纹扩展,基体组织和纤维类型对层间性能的影响很小.

参考文献

[1]	Delhaes P .Review-chemical vapor deposition and infiltration processes of carbon materials[J].Carbon,2002,40:641-657.
[2]	Dong GL.;Huttinger KJ. .Consideration of reaction mechanisms leading to pyrolytic carbon of different textures[J].Carbon: An International Journal Sponsored by the American Carbon Society,2002(14):2515-2528.
[3]	Bannaister M .Challenges for composites into the next millennium-a reinforcement perspective[J].Composite A,2001,32:901-910.
[4]	Otsuka A et al.A multi-layer CVD-SIC coating for oxidation protection of carbon/carbon composite[J].Materials Sience Research International,1999,5(03):163-168.
[5]	Hatta H et al.SIC/C multi-layered coating contributing to the antioxidation of C/C composites and the suppression of through-thickness cracks in the layer[J].Carbon,2001,39(10):1477-1483.

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