齐 哲, 郎旭东, 赵春玲, 杨金华, 刘 虎, 陆子龙,王雅娜, 焦 健*

（1．中国航发北京航空材料研究院 先进复合材料国防科技重点实验室，北京 100095；2．中国航发湖南动力机械研究所，湖南 株洲 412002；3．中国航发北京航空材料研究院 航空材料检测与评价北京市重点实验室，北京 100095）

连续SiC纤维增韧的SiC基复合材料（SiC/SiC复合材料）是以连续束丝SiC纤维为增韧体、氮化硼（BN）或热解碳（PyC）等为界面层，熔融渗硅（MI）、化学气相渗透（CVI）、先驱体浸渍裂解（PIP）等工艺制备的SiC为基体的新型复合材料，具有高强度、高韧性、低密度、耐高温、抗氧化、抗蠕变以及较高的热导率和较低的热膨胀系数等一系列优异特征，在航空发动机[1-2]和燃气轮机热端材料[3]、核燃料包壳管[4]等方面拥有广泛的应用前景[5]。美国GE航空的HiPerCompTMSiC/SiC复合材料已应用于LEAP系列发动机的高压涡轮外环[6]；根据GE官网的报道，2020年取得FAA认证的GE9X发动机更采用了一级高压涡轮外环、一级和二级高压涡轮喷嘴以及燃烧室内环和外环等五种SiC/SiC复合材料构件。

材料的失效类型主要包括断裂、腐蚀和磨损等。SiC/SiC复合材料的失效主要表现为在载荷、高温、异物冲击、氧化、摩擦等单因素或多因素作用下发生的断裂、腐蚀和磨损。SiC/SiC复合材料具有多种组分，每种组分相比SiC或六方氮化硼（h-BN）等纯陶瓷材料有很大的不同，不同组分可以多种方式组成复合材料[7]，因此SiC/SiC复合材料具有因材料组成和制备工艺而异的失效行为。同时，SiC/SiC复合材料的服役环境十分复杂，已开展了很多高温水氧或燃气环境下的长时力学实验，研究SiC/SiC复合材料在力、热、水、氧以及高速气流等综合作用下的损伤演化和失效机理，以达到监测SiC/SiC复合材料性能衰减并预测其剩余服役寿命的目的[8-9]。……