高溫處理過(guò)程C/C復(fù)合材料微結(jié)構(gòu)演變規(guī)律①

吳小軍，喬生儒，程 文，李 艷，陳 林，劉遺冰

(1.西北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院，西安 710072;2.西安航天復(fù)合材料研究所，西安 710025)

高溫處理過(guò)程C/C復(fù)合材料微結(jié)構(gòu)演變規(guī)律①

吳小軍1，喬生儒1，程 文2，李 艷2，陳 林2，劉遺冰2

(1.西北工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院，西安 710072;2.西安航天復(fù)合材料研究所，西安 710025)

對(duì)熱解炭基、熱解炭-樹(shù)脂炭基C/C復(fù)合材料進(jìn)行了1 500、1 800、2 100、2 500℃高溫?zé)崽幚怼２捎肵射線衍射儀、激光拉曼光譜儀，對(duì)不同熱處理溫度及未進(jìn)行熱處理的2種C/C復(fù)合材料納米尺度結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征;采用掃描電子顯微鏡、壓汞儀，檢測(cè)了其微米尺度孔隙缺陷。結(jié)果表明，隨熱處理溫度的增加，微米尺度C/C復(fù)合材料的孔隙率逐漸增加，材料中裂紋型孔隙缺陷在熱處理過(guò)程中，沒(méi)有沿裂紋尖端的應(yīng)力集中區(qū)域擴(kuò)展，而是沿裂紋的寬度方向變化;納米尺度C/C復(fù)合材料炭結(jié)構(gòu)向理想微晶結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，缺陷逐漸減少，其變化趨勢(shì)和微米尺度孔隙率的變化很相似。隨熱處理溫度的增加，納米尺度1-d002與微米尺度孔隙率呈線性關(guān)系趨勢(shì)，并據(jù)此獲得了用微米尺度孔隙率變化表征C/C復(fù)合材料石墨化度的經(jīng)驗(yàn)公式。

C/C復(fù)合材料;納米尺度結(jié)構(gòu);微米尺度孔隙缺陷;石墨化度

0 引言

C/C復(fù)合材料具有輕質(zhì)、韌性、耐燒蝕性、熱沖擊性能好、高溫比強(qiáng)度高等一系列其他材料所無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，是固體火箭和航天飛行器理想的熱結(jié)構(gòu)材料［1-3］。石墨化度是C/C復(fù)合材料最重要的結(jié)構(gòu)參數(shù)之一，它反映了材料中炭結(jié)構(gòu)與理想石墨晶體的接近程度，并決定材料的力學(xué)、熱物理及燒蝕性能。……