碳碳復(fù)合材料的耐高溫性能 |
發(fā)布時(shí)間:2022-10-13 15:46 | 瀏覽次數(shù): |
碳碳復(fù)合材料是碳纖維加強(qiáng)碳材料,這種材料物理性能穩(wěn)固、耐磨損、耐高溫、耐蠕變、耐熱振具有優(yōu)秀的性能,是比較高端的耐高溫材料。這種材料有一種獨(dú)有的性能是在2000攝氏度的高溫環(huán)境下,自身的力學(xué)性能不會(huì)降低,甚至?xí)兴訌?qiáng)。那么碳碳復(fù)合材料在高溫環(huán)境下有哪些性能呢?下面英特力新材來給大家做一下介紹。
所有碳碳復(fù)合材料的高溫強(qiáng)度均大于室溫強(qiáng)度.但詳細(xì)的轉(zhuǎn)變情況取決于材料的纖維狀況、基體結(jié)構(gòu)和熱處理溫度度等。對(duì)單向談?wù)剰?fù)合材料,其強(qiáng)度在1 200℃左右達(dá)到最大,溫度繼承升高則強(qiáng)度減小。但同時(shí)能觀察到材料發(fā)生輕微的塑性變形,這從模量降落和應(yīng)變?cè)鲩L(zhǎng)可以看出。而多向碳碳復(fù)合材料則能在更高溫度下保持其力學(xué)性能, 2D碳碳強(qiáng)度隨溫度的升高持續(xù)增長(zhǎng),模量在500-1400℃之間大幅進(jìn)步,超過1400℃則轉(zhuǎn)變響應(yīng)比較平緩;若用碳?xì)肿骷訌?qiáng)體,碳碳復(fù)合材料的強(qiáng)度、模量均先升后降,強(qiáng)度在2200℃左右達(dá)到最大值,模量在1700℃左右達(dá)到其峰值;3D碳碳在各向的纖維含量有差別,使得抗拉強(qiáng)度隨溫度的轉(zhuǎn)變趨勢(shì)不同,在纖維含量高的方向強(qiáng)度持續(xù)增長(zhǎng),超過1500℃后增長(zhǎng)更快,而在纖維含量較低的方向強(qiáng)度則先進(jìn)步,至1500℃達(dá)最大值,隨后強(qiáng)度降落。 在高溫條件下,材料力學(xué)性能的進(jìn)步應(yīng)歸因于材料結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變,而結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變同時(shí)又影響了材料的應(yīng)力傳導(dǎo)機(jī)制,進(jìn)而改變了材料的破壞機(jī)理。結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變重要包括兩方面,一是大缺陷的愈合,二是因?yàn)槔w維、基體熱膨脹導(dǎo)致的應(yīng)力裂紋的閉合。前者使得力學(xué)性能進(jìn)步,而后者改變了材料的破壞機(jī)制。對(duì)碳碳復(fù)合材料高溫?fù)p傷的研究注解,斷裂韌度(即裂紋擴(kuò)展能)隨測(cè)試溫度進(jìn)步而增長(zhǎng),緣故原由是高溫條件下缺陷和裂紋的閉合以及纖維與基體、基體與基體間界面結(jié)合增強(qiáng),增長(zhǎng)了損傷或裂紋擴(kuò)展的阻力。 |
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