考虑氧化损伤的陶瓷基复合材料弹性模量多尺度预测模型

作     者：李锦涛 王波 杨扬 张程煜 LI Jintao;WANG Bo;YANG Yang;ZHANG Chengyu

作者机构：西北工业大学航空学院西安710072 陕西省冲击动力学及工程应用重点实验室西安710072 西北工业大学材料学院西安710072 

出 版 物：《复合材料学报》 (Acta Materiae Compositae Sinica)

年 卷 期：2021年第38卷第10期

页      面：3432-3442页

核心收录：

学科分类：0817[工学-化学工程与技术] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0703[理学-化学] 0702[理学-物理学] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家重点研发计划(2017YFB1103504) 国家自然科学基金(51572224) 

主　　题：陶瓷基复合材料 化学气相渗透(CVI) 氧化 多尺度 弹性模量 

摘      要：分析了化学气相渗透(CVI)工艺制备的陶瓷基复合材料的氧化损伤演化规律,基于基体的微裂纹分布规律及界面、纤维、基体等组分氧化历程,建立了考虑温度、氧化时间影响的纤维和单胞两个尺度的弹性模量预测模型。预测结果表明,碳纤维(C_(f))/SiC和SiC纤维(SiC_(f))/SiC复合材料的拉伸弹性模量随氧化温度升高和氧化时间的增长,下降趋势越明显。通过复合材料高温氧化后的力学性能试验,验证了弹性性能预测模型的正确性:BN界面的SiC_(f)/SiC材料在1 000℃不同时间氧化后预测结果与试验结果误差不超过2%;PyC界面的C_(f)/SiC在700℃不同时间氧化后预测结果与试验结果误差不超过7%。