关键词： C   SiC复合材料   界面性能   离散元法(DEM)   位移软化接触模型   模拟  

摘要： 采用离散元法(DEM),用BPM(Bonded-particle model)模型分别建立并校准SiC陶瓷基体和碳纤维离散元模型,采用位移软化接触模型表征层间和纤维/基体之间的界面元损伤双线性本构关系。通过DCB试验(Doub-le cantilever beam virtual test)和微滴脱黏试验分别对其界面强度进行收敛试验,动态地观察了塑性变形、裂纹扩展及界面脱黏过程。结果表明,位移软化接触模型可以很好地表征界面损伤过程,采用离散元法可以很好地动态模拟较复杂复合材料的损坏过程。

关键词： 民用航空发动机   树脂基复合材料   应用   陶瓷基复合材料   高温部件   风扇叶片   GE公司   发展趋势  

摘要： 复合材料在航空发动机领域的应用愈来愈广泛，由树脂基复合材料制造的风扇叶片、机匣及包容环已经用在了发动机的低温部件上，GE公司也在探索陶瓷基复合材料（CMC）在高温部件的应用，CMC从静子部件过渡至转子部件将是未来的发展趋势。

关键词： 蒙特卡罗   基体   随机开裂   应力-应变曲线   陶瓷基复合材料  

摘要： 提出了蒙特卡罗方法模拟陶瓷基复合材料基体随机开裂过程,采用剪滞模型描述了复合材料出现损伤时细观应力场,并推导得到了考虑基体开裂时复合材料拉伸应力-应变曲线计算公式.开展了室温环境下C/SiC复合材料的单轴拉伸试验,并将理论预测应力-应变曲线与试验结果进行对比.同时,采用该方法对SiC/CAS,SiC/Si3N4复合材料应力-应变曲线进行了模拟,并与国外提供的相关试验数据进行比较,发现两者吻合得较好,从而证实了蒙特卡罗法可有效地模拟考虑基体随机开裂过程的陶瓷基复合材料应力-应变曲线.此外,还分析了Weibull模量、残余热应力和初始开裂应力对应力-应变曲线的影响.研究表明:Weibull模量越大,应力-应变曲线非线性越明显;热残余应力越大,应力-应变曲线偏转越早,非线性越明显;初始开裂应力与Weibull模量对应力-应变曲线影响规律相似.

关键词： 碳纤维   陶瓷基复合材料   硅氧碳界面  

摘要： 为了研究利用Si–O–C界面层来提高碳纤维增强陶瓷基复合材料的抗氧化性能,利用化学气相浸渗和聚合物浸渗裂解工艺制备了以Si–O–C为界面的碳纤维增强Si–C–N陶瓷基复合材料(C/Si–O–C/Si–C–N)和无界面层的碳纤维增强Si–C–N陶瓷基复合材料(C/Si–C–N)。研究了C/Si–O–C/Si–C–N和C/Si–C–N在600、900℃和1 200℃空气环境中的氧化行为。结果表明:采用Si–O–C界面层后可提高复合材料的抗氧化性能;Si–O–C界面层较高的氧化抗力是碳纤维增强Si–C–N复合材料抗氧化性能提高的主要原因。

关键词： 超高温陶瓷   复合材料   制备工艺  

摘要： 对超高温陶瓷作了简要介绍,综述了先驱体浸渍裂解(PIP)、反应熔体浸渗(RMI)、化学气相渗透(CVI)、泥浆法(SI)等工艺的最新研究进展。

标准号: JIS R1693-1-2012

标准号: JIS R1693-2-2012

标准号: JIS R1693-3-2012

关键词： 陶瓷基复合材料   断裂韧性   应变能释放率   Z-pin  

摘要： 提出手工预缝纫方法将3K丝束的T300碳纤维引入预成型体,采用CVI工艺在预成型体和缝线处同时渗透SiC基体,制备了Z-pin增强平纹编织C/SiC陶瓷基复合材料。通过三点弯曲试验测定了Ⅰ+Ⅱ混合型应变能释放率,分析了材料的裂纹扩展行为和Z-pin增强机理。结果表明:随着裂纹扩展长度的增大,Ⅰ+Ⅱ型裂纹扩展阻力不断增大,相同裂纹扩展长度,增加Z-pin植入密度可以提高粘结强度,增大止裂作用。Z-pin增强平纹编织C/SiC陶瓷基复合材料裂纹扩展的耗能途径主要是层间界面剥离、Z-pin弹性剪切和拉伸变形。

关键词： 陶瓷基复合材料   寿命预测   纤维失效   界面磨损   S-N曲线  

摘要： 采用细观力学方法建立预测纤维增强陶瓷基复合材料低循环拉—拉疲劳寿命的模型。该模型考虑初始加载到疲劳峰值应力时,基体出现裂纹,纤维/基体界面发生脱粘,部分纤维将发生断裂,并采用统计方法得到初始加载到峰值应力时的纤维失效体积分数;在后续循环过程中,考虑纤维相对基体在界面脱粘区滑移造成界面切应力下降,纤维失效模型与Evans界面磨损模型相结合,得到循环过程中纤维失效体积分数与界面切应力、循环数之间的关系;当纤维失效导致剩余强度下降,并小于疲劳峰值应力时,判断材料失效。采用剩余强度方法对陶瓷基复合材料的S-N曲线进行预测,并将预测的S-N曲线与试验数据进行对比,结果吻合较好。