穿刺結(jié)構(gòu)參數(shù)對C/C復(fù)合材料拉伸性能的影響①

解惠貞,崔 紅，李瑞珍，秦淑穎，孫建濤，李 晉

(1.西安航天復(fù)合材料研究所，西安 710025；2.高性能碳纖維制造及應(yīng)用國家地方聯(lián)合工程研究中心，西安 710089)

?

穿刺結(jié)構(gòu)參數(shù)對C/C復(fù)合材料拉伸性能的影響①

解惠貞1，2,崔 紅1，李瑞珍1，秦淑穎1，孫建濤1，李 晉1

(1.西安航天復(fù)合材料研究所，西安 710025；2.高性能碳纖維制造及應(yīng)用國家地方聯(lián)合工程研究中心，西安 710089)

采用不同間距、不同根數(shù)的纖維束穿刺成型炭纖維預(yù)制體，經(jīng)進一步化學(xué)氣相沉積、瀝青浸漬-高壓炭化致密制備穿刺C/C復(fù)合材料。拉伸性能測試結(jié)果表明，穿刺間距2.1 mm、穿刺束纖維根數(shù)為12 K的C/C復(fù)合材料獲得高的拉伸強度，Z向拉伸強度131.4 MPa，XY向拉伸強度111.3 MPa；隨著穿刺間距減小、穿刺絲束纖維根數(shù)增加，Z向纖維含量增加，Z向拉伸強度明顯提高。穿刺C/C復(fù)合材料1 800 ℃真空條件下的拉伸強度與室溫相當(dāng)，拉伸模量低于室溫，延伸率高于室溫；常溫拉伸斷口較平整，且纖維/基體間的裂紋明顯，而高溫拉伸斷口參差不齊，纖維及基體斷面粗糙，呈現(xiàn)出假塑性斷裂特征。

C/C復(fù)合材料；穿刺間距；穿刺束纖維根數(shù)；拉伸強度；拉伸模量；高溫性能

0 引言

C/C復(fù)合材料是炭纖維增強碳基體材料，具有輕質(zhì)、高比強、高比模、高溫強度保持率高、熱膨脹系數(shù)低、摩擦性能優(yōu)異、生物相容性好、性能可設(shè)計等一系列優(yōu)異而獨特的性能，已成功應(yīng)用于航天飛機鼻錐和機翼前緣、固體火箭發(fā)動機噴管喉襯和出口錐、導(dǎo)彈端頭帽、飛機剎車片、高溫模具等高科技領(lǐng)域[1-5]。

穿刺C/C是一種新型結(jié)構(gòu)C/C復(fù)合材料，具有各向同性性好、綜合力學(xué)性能優(yōu)良的特點，其力學(xué)性能主要由穿刺預(yù)制體結(jié)構(gòu)決定。……