反应熔体浸渗法制备csic摩阻材料的结构与性能

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1、摘要纽.里生旦旦里旦旦旦旦旦旦里旦旦旦旦旦旦里只旦里里旦旦旦旦互旦旦旦旦旦旦旦旦旦旦旦旦里旦目目旦旦豆.日巴巴巴目口巴县巴毕毕曰巴口巨...国..巨口口口豆口口困口口摘要C/Sic复合材料具有低密度、耐高温、耐磨损等突出优点，是一种新型的摩阻材料。反应熔体浸渗法是制造低成本C/Sic摩阻材料最有发展潜力的工艺方法。本文以短切纤维为主，碳布叠层、针刺毡作为对比，通过反应熔体浸渗法制备三种不同预制体结构的C/Sic摩阻材料，研究各种因素对C/Sic摩阻材料结构和性能的影响，得到如下结论:(1)制备了高致密度的C/Sic摩阻材料，其中

2、开气孔率为3.4%-4.8%,体积密度为1.82一2.26g/Cm30(2)揭示了C/Sic摩阻材料两类缺陷的产生原因。在热压过程中有大量氨气放出，由此导致试样中产生孔洞，甚至试样中心部位鼓起。在RMI工艺过程中，一些因素尤其是液态Si凝固时8.1%的体积膨胀易使试样产生裂纹。(3)测试了由RMI制备的短切纤维C/Sic摩阻材料的力学性能。其中压缩强度:107-257MPa,弯曲强度:56-86MPa，层间剪切强度:21-35MPa,拉伸强度:26MPa，材料强度己满足飞机刹车时对力学性能的要求。经多次模拟刹车试验后结构仍保持完

3、整性，能抵抗刹车试验时的巨大热冲击。(4)揭示了C/Sic摩阻材料热扩散率的变化规律。随温度增加热扩散率降低:短切纤维和2D碳布叠层结构的摩阻材料平行方向的热扩散率为垂直方向的两倍;高密度碳毡预制体制成的摩阻材料热扩散率最高(室温时为0.34Cm2/S),远大于低密度碳毡预制体(室温时为。.1Cm2/S;石墨化和加入Sic对于短切纤维预制体摩阻材料的热扩散率影响显著。(5)揭示了C/Sic摩阻材料摩擦磨损性能的变化规律。增加压力和能载均使材料的摩擦系数及其稳定性有不同程度的下降;渗硅前石墨化处理使材料的摩擦性能大幅提高，其中摩擦

4、系数从0.26提高到。.37，摩擦系数稳定性因数从0.46提高到0.56。加入Sic填料对材料的摩擦系数及其稳定性影响不大，但磨西北工业大学硕士学位论文里里里里里目.日巴巴巴里绝巴里巴损率增大;不同预制体对摩擦性能有一定影响，碳布叠层预制体材料的摩擦系数稳定性小于短切纤维。关键词:C/Sic摩阻材料:反应熔体浸渗法:显微结构:力学性能;热扩散率;摩擦性能AbstractDuetolowdensity,highservicetemperatureandgoodabrasivityC/SiCcompositeisanewkindof

5、brakingmaterials.ReactivemeltinfiltrationisthemostpromisingwaytomanufactureC/SiCbrakingmaterialwithlowcost.Inthispaper,shortfiberpreformC/SiCbrakingmaterialsaremanufacturedbyRMIandCclothlaminationandneedle-punchedfeltperformarecontraststoshortfiberperform.Effectsofdi

6、ferentprocessingparametersonstructureandpropertiesC/SiCbrakingmaterialarediscussed.Theresultsareasfollows:(1)C/SiCbrakingmaterialswithlowporosityaremanufactured.openporosityisbetween3.4%-4.8%,andbulkdensityisbetween1.82一2.26g/cm3(2)TwokindsofdrawbacksofC/SiCbrakingma

7、terialarestudied.DuetolotsofNH3emissioninhotpressingstage,poreswithdifferentsizesarecreatedinsamples.InRMIprocessingstage,cracksarepossiblycreatedbecauseofsomefactorsespecially8.1%volumeexpansionofliquidSiduringfreezing.(3)MechnicalpropertiesofshortfiberreinforcedC/S

8、iCmaterialmadebyRMIaretested.Compressivestrengthsarebetween107-257MPa.Flexualstrengthsarebetween56一86MPa.Interlaminarshearstrengths