碳纤维增韧的陶瓷基复合材料在高温高应变率下的压缩力学行为*
2012-06-20石春森李玉龙杨建波
爆炸与冲击 2012年3期
索 涛,戴 磊,石春森,李玉龙,杨建波
(西北工业大学航空学院航空结构工程系,陕西 西安 710072)
碳纤维增强陶瓷基复合材料(以下简称C/SiC复合材料)由于其耐高温、低密度、高比强度、抗氧化、抗腐蚀等优点,在航空航天领域具有广阔的应用前景,被认为是可重复利用的空天飞行器、超高声速飞行器防热结构的关键支撑材料之一[1]。大量实验结果表明,C/SiC复合材料在拉伸变形时由于基体中微裂纹的产生会发生纤维/基体脱粘或滑移、纤维拔出等能量耗散,材料破坏时表现出一定的伪塑性,因此材料界面的结构、应力状态等参数对其力学性能(包括高温下的力学性能)起着至关重要的作用[2-7]。由于C/SiC复合材料被广泛应用于耐高温结构中,因此材料高温下力学性能的研究更是受到人们的关注。高温氧化作用导致的C/SiC复合材料质量损失依赖于环境温度[8]。材料在承受数百次热冲击后依然具有很高的高温拉伸、弯曲和疲劳性能[9-14]。值得注意的是,在有些特殊的高温环境中,材料会承受高应变率的作用,因此对材料在高温、高应变率耦合作用下力学性能的全面掌握十分重要。但是由于实验条件的制约,对C/SiC复合材料在高温、高应变率耦合下力学性能的研究很少。索涛等[15]曾经在293~873K范围内研究了二维C/SiC复合材料准静态及动态压缩力学性能,初步揭示了导致材料压缩强度随温度升高而下降的原因,但是实验的温度范围距C/SiC复合材料服役的最高环境温度尚有较大差距。……
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