碳纤维预制体结构对C/C复合材料及其螺栓力学性能的影响

作者：庞生洋; 王佩瑶; 胡成龙; 赵日达; 汤素芳^*

来源：无机材料学报, 2019, 34(12): 1272-1278.

• C/C复合材料
• 预制体结构
• 力学性能
• 螺栓

以2D碳纤维预制体为增强体,采用电耦合和等温化学气相渗联合工艺制备C/C复合材料,研究不同预制体结构对C/C复合材料及其螺栓力学性能的影响。结果表明,不同预制体结构增强的C/C复合材料表现出不同的力学行为。对于针刺结构,随着针刺密度由35 pin/cm2降至25 pin/cm2, C/C复合材料的拉伸、弯曲强度分别由60.1、119.9 MPa增大至69.5、176.8 MPa;随着碳纱丝束由12 K变为3 K, C/C复合材料的拉伸、弯曲强度分别由69.5、176.8 MPa增大至105.5、184.4 MPa。对于12 K双向缝合结构, C/C复合材料的拉伸、弯曲强度分别为68.1、123.7 MPa。不同碳纤维预制体结构增强的C/C复合材料力学性能的差异主要取决于长纤维的完整性、大孔的分布和数量等因素。C/C复合材料的螺栓性能由于体材料性能和加工过程中缺陷的影响,其拉伸强度略低于其体材料,并表现出更为明显的脆性断裂模式。

• 单位
  中国科学院金属研究所; 东北大学