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《耐高溫纖維增強陶瓷基復(fù)合材料.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、1989年6月固體火箭技術(shù)第二期耐高溫纖維增強陶瓷基復(fù)合材料王曉君劉鳳榮唐羽章(國防科技大學(xué)五系)文摘本文綜述了國外陶瓷纖維和基體的發(fā)展狀況,并對纖維增強的陶瓷基復(fù)合材料的力學(xué)性能進行了介紹,描述了陶瓷基復(fù)合材料在航空、航天工業(yè)方面的應(yīng)用前景。最后針對我國的研究現(xiàn)狀,作者提出了加強纖維增強陶瓷基復(fù)合材料研究工作的幾點建議.主題詞陶瓷復(fù)合材料纖維增強復(fù)合材料耐高溫纖維碳纖維力學(xué)性能陶瓷纖維日!飛蘭._、JI「刁,、纖維增強陶瓷基復(fù)合材料具有較好的耐腐蝕性和耐高溫性能它作為一種耐高溫高強度的功能化材料可望用于各種尖端技術(shù)領(lǐng)域
2、.在航空、航天工業(yè)中,陶瓷基復(fù)合材料可用作噴氣發(fā)動機零件、絕緣隔熱、反射和吸收雷達波等方面的結(jié)構(gòu)和功能材料.例如,法“”,國使神號航天飛機的鼻錐帽和機翼前緣均采用SIC纖維增強siC陶瓷復(fù)合材料各國3航天飛機上用的防熱瓦也都是采用各種纖維增強的陶瓷基復(fù)合材料〔如Al尹纖維/.,.sic)人們預(yù)料陶瓷基復(fù)合材料將是支撐本世紀九十年代尖端工業(yè)的最佳材料本文對國外目前陶瓷基復(fù)合材料所用的增強纖維、基體及復(fù)合材料的力學(xué)性能進行了,.評述以期為我國的研究工作提供借鑒二、纖維,目前已商品化的和研制中的增強陶瓷所用的纖維主要是晶須和連
3、續(xù)纖維本文重點介紹連續(xù)纖維..,二陶瓷纖維的發(fā)展歷史還不到十年時間1979年杜邦公司研制的由純一Al夕3(’)組,、,.成的FP纖維已商品化該纖維具有楊氏模量高脆性大不易紡絲等特點80年代,日本碳公司研制出新型的N.初lcALoN(siC)陶瓷纖維oNICALON纖維由聚碳硅,,。si:烷先驅(qū)絲熱解制得其主要組成是70%的卜C其余為510和游離碳NICALON纖維與許多基體,尤其是與氧化物基休復(fù)合時,可形成一富碳界面層.而此柔性層可使復(fù).,,cw?！?,合材料的韌性增大美國Pr曾報道用sic纖維增強的碳酸銼鋁玻璃可在2~
4、700℃的溫度范圍內(nèi)具有優(yōu)越60℃時達soMP.的彎曲性能(a),這就是韌性增大的一例.電弧加熱試驗證明,NIcALoN纖維很有希望用作航天飛機高溫區(qū)域的防熱材料〔3,目一102一前已商品化的陶瓷纖維如表1所示。表1已商品化的陶瓷纖維制造商名稱組成(wt%)拉伸強度拉仲模量密度直徑(MPa)(GPa)(g/em,)伽m).AVCOSCSse6碳棒上沉積SIC392040630143一3MNCXtel3126120,:14B尹,;245102175015427ll2A一杜邦FP>99rAlzQ,>!403853920一SU
5、mitomo85AIJo書155102180~2600210~250329~17日本碳公司NICALON5951,3lC,l0()25203290182~2102一5510~20~注:力學(xué)性能是在室溫下測試的.,.氧化物纖維由于易與很多陶瓷基體形成很強的化學(xué)鍵合從而限制了它的使用范圍,,.、然而隨著各種改善界面性能的涂層出現(xiàn)大大擴展了這些纖維的用途據(jù)報道鉑本已.研制出可在180℃下使用的氧化鋁纖維陶瓷航天飛機防熱瓦〔”表1列出的纖維沒有一種能在高溫(>1200℃)下長期使用,其絕大多數(shù)在’100℃時性能就開始發(fā)生變化,如
6、,,NICALON纖維在高溫時纖維發(fā)生蠕變纖維中的氧和游離碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)使其性能,,,.降低帕為了滿足對防熱材料的要求國外已研制出一些新型纖維如表2所示.表2新型陶瓷纖維制造商牌號組成(wt%)拉仲強度拉仲模量密度直徑(MPa)(GPa)(g/em,)(戶m),,,..Ub七rano51TiC0>2970>20023~258~10TysAvCOSiC>280280~3156~10s,,一pnwr八in。30C15N80l750e2l175~2102310els‘、~,,m呂.J‘.MPDZ47Si,,0()..~~0MP
7、S695130C101050~1400175~21026一2710els.H,,/PZ595‘10C28N30210~2450140一175235l0CelaDeSC,3.3MNextel44070A120328510辦ZBzO2l0()18930510~12,.Nextel48070A120,28510辦2B20227522430510elZ.杜邦PRD一166Al夕,15一25Zr022100~24503854220,.份所有的數(shù)據(jù)均是制造商提供的力學(xué)性能是在高溫下測試的一103一,,Tyrann。纖維是一種含欽碳化
8、硅纖維它由聚碳欽硅烷先驅(qū)絲熱解制得該纖維為,.非晶態(tài)結(jié)構(gòu)其使用溫度高達130℃o,Rwc。。ing公司與cclancs。公司合作開發(fā)了一系列由有機硅高聚物制得的纖維、,一,如牌號為MPnZHPZ的纖維是非晶態(tài)的而MPS則含50一80%的刀SIC微晶,.Nextel440450Nextel312B20,extel312
