整体毡碳／碳复合材料的高温剪切性能研究-论文.pdf

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1、·74·材料导报B：研究篇2013年7,rl(下)第27卷第7期整体毡碳／碳复合材料的高温剪切性能研究缑建杰，张程煜，吴小军，严科飞。，乔生儒(1西北工业大学超高温结构复合材料重点实验室，西安710072；2西安航天复合材料研究所，西安710025；3中国航天科工集团第六研究院，呼和浩特010010)摘要运用双槽口剪切试验方法测试了碳纤维增强碳基复合材料(c／c)在室温、700℃、1000℃、1400℃下的剪切强度，并用扫描电子显微镜(SEM)观察了材料的原始组织形貌和断口微观形貌。结果表明：材料的剪切强度在一定范围内随温度的升高而

2、增加，材料Z向的剪切强度优于Xy向。通过SEM观察分析可知，材料Xy向和Z向纤维的含量明显不同；室温下，C／C复合材料的破坏形式有纤维拔出及断裂，而高温下，失效形式主要为纤维的拔出、纤维／基体界面脱粘等。关键词C／C复合材料剪切强度断口形貌中图分类号：TB332文献标识码：AShearPropertiesofIntegralFeltc／cCompositesatElevatedTemperaturesGOUJianjie，ZHANGChengyu，WUXiaojun。，YANKefei。，QIAOShenru(1Scienceand

3、TechnologyonThermostructuralCompositeMaterialsLaboratory，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an710072；2Xi’anAerospaceCompositeMaterialsResearchInstitute，Xi’an710025；3TheSixthInstituteofChinaAerospaceScienceandTechnologyCorporation，Hohhot010010)AbstractShearstrengtho

4、facarbonfibre-reinforcedcarboncomposite(C／C)wasinvestigatedbymeansofcompressionofdouble-notchedspecimen(DNS)atroomtemperature，700℃，1000℃and1400℃respectively．Themicrostructureandthefracturedmorphologiesofthespecimensfailedbytheshearloadingwereobservedbyascanningelectron

5、microscope(SEM)．TheresultsshowthattheshearstrengthoftheC／Cincreasewiththeriseoftemperatureinacertainrange，andtheshearstrengthinZdirectionishigherthanthatinXItisindicatedthatthefibrecontentofc／cisdifferentinXYandZdirectionfromtheSEMphotographs．Atroomtemperature，forc／cco

6、mpositemate—rials，thedamagemannersincludethepullingoutandruptureoffibre，however，atelevatedtemperature，themainfailureformsarethefibrepulloutandthedebondingoftheinterfacebetweenfibersandmatri~aKeywordsc／ccomposites，shearstrength，fracturemorphologyc／c复合材料具有比强度高、比模量大、抗热冲击性

7、能同时应考虑到材料组分的性能以及纤维与基体的界面结合好、热膨胀系数小等一系列的优异性能，已成为航天领域中强度。例如，由于复合材料具有较低的剪切强度，剪切失效不可替代的材料口]。整体毡c／c复合材料是由整体毡和主要发生在偏轴载荷作用的试验条件下。由复合材料的结碳基体复合而成的一种复合材料，不仅在Xy向具有较好的构判断，这种剪切失效可发生在复合材料的面内也可发生在力学性能，而且在Z向也有一定的增强作用。与编织c／c复材料的层间_7]。因此，应研究影响剪切强度的因素和相应的合材料相比，整体毡c／c复合材料的强度较低，但加工工艺失效准则以避

8、免不可预期的失效。简单，周期短，成本低，在强度要求不高且又要求抗热应力的目前已有几种用于研究材料的层间和面内剪切性能的部位，如中小型固体火箭发动机喷管的喉衬，得到了成功的测试方法，面内剪切强度的测定可通过偏轴拉伸试验、V型应用[。另据