TiB2掺杂对碳纤维增强锂铝硅复合材料抗氧化性的影响

2018-03-21夏龙孙天成姬栋超

精密成形工程 2018年2期

夏龙，孙天成，姬栋超

（哈尔滨工业大学（威海）材料科学与工程学院，山东威海 264209）

Li2O-Al2O3-SiO2(LAS)微晶玻璃具有优良的机械强度和极低的热膨胀系数[1—3]，目前已经被广泛用于导航仪器、耐热材料、耐磨材料、光学仪器和精密机械等领域[4—5]，但是脆性问题严重影响了LAS微晶玻璃的应用，用碳纤维增强 LAS微晶玻璃可以很好地增强材料的韧性，还可以改变材料的断裂行为，提高材料的抗弯强度[6]，但用碳纤维进行增韧，会使材料在高温环境下抗氧化性能变差。

Cf/LAS复合材料在空气中温度达到400 ℃时，材料中的碳纤维会逐渐氧化分解，从而破坏纤维的结构，进而降低材料的力学强度[7]。C. Q. Tong等[8]和Z. Wang等[9]通过向基体中添加含硼或含硅的陶瓷材料颗粒，颗粒氧化后在基体表面形成保护膜，阻断氧气进入复合材料内部的通道，从而提高材料的抗氧化性。S. Labruque’re[10]等人发现 C/C复合材料的氧化会从纤维与基体的界面处开始，富B的Si-B-C涂层可以有效隔绝纤维与氧气的接触，从而抑制纤维氧化，表现出优良的抗氧化性。

TiB2具有优异的抗氧化性能，在高温下能被氧化成B2O3和TiO2，可在样品表面形成均匀、致密、连续的自愈合保护膜，提高材料的抗氧化性能[11—12]。文中通过向Cf/LAS微晶玻璃中掺杂TiB2，探究TiB2对Cf/LAS微晶玻璃抗氧化性的影响，期望通过掺杂改性的方法，提高Cf/LAS微晶玻璃的抗氧化性，为Cf/LAS微晶玻璃的发展做出贡献。