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C/SiC复合材料微结构的显微CT表征分析

2011-03-13冯炎建冯祖德李思维张伟华栾新刚刘永胜成来飞

航空材料学报 2011年2期
关键词:复合材料

冯炎建, 冯祖德, 李思维, 张伟华, 栾新刚, 刘永胜, 成来飞

(1.厦门大学材料学院,福建厦门361005;2.西北工业大学超高温结构复合材料国防科技重点实验室,西安710072)

碳化硅陶瓷基复合材料(CMC-SiC)作为新一代应用于航空航天领域的高温结构材料,具有耐高温、低密度、高比模、抗氧化和抗烧蚀等优异性能[1~3]。化学气相渗透法(chemical vapor infiltration,CVI)是目前唯一商业化制造CMC-SiC的方法[4],但存在以下问题:(1)SiC基体致密化周期长;(2)非均匀沉积产生密度梯度;(3)材料内部残余孔隙对材料机械性能有较大的影响。对CMC-SiC进行微观结构研究有利于不断改进CVI工艺。传统图像表征工具如扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)为破坏性平面表征手段[5],不能无损观察材料内部的三维结构[6],限制了对CMC-SiC微观结构的研究。因此,开展利用无损检测手段对CMC-SiC微结构的研究是十分必要的。

由于红外检测等无损技术在CMC-SiC的研究局限于平面观察[7~9],国际上已经开始应用显微CT技术对CMC-SiC的微结构进行三维尺度的研究。显微CT是一种新型的采用X射线成像原理进行高分辨率三维成像设备,能够无损地获取样品内部详尽的三维结构信息,从而显示各部分的三维图像。同步辐射显微CT与常规显微CT的差异在于使用的X射线光源,同步辐射显微CT使用的是同步辐射光源,但由于同步辐射实验室建立极其昂贵,限制了同步辐射显微CT在材料领域的广泛应用[10,11]。常规显微CT由于其建设费用较低,操作简便,不需要建立特别的辅助装置,近年来随着其分辨率的提高,在复合材料的表征中受到广泛的应用。……

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