多尺度碳/碳复合材料力学性能研究

作者：张欢; 张一心; 卢晨; 荆云娟; 张亮儒

来源：合成纤维, 2023, 52(02): 13-18.

DOI：10.16090/j.cnki.hcxw.2023.02.008

• C/C复合材料
• 多尺度预制体
• 碳纳米管
• 碳化硅纳米线
• 力学性能

碳/碳(C/C)复合材料在服役过程中基体热解碳(PyC)强度低、脆性大，导致基体开裂、界面层脱黏等结构失效现象频发，严重限制其在特种环境中的应用。提出利用化学气相渗透法构建碳纤维与基体间的低织构热解碳界面层，采用电泳共沉积法掺杂碳纳米管(CNTs)、碳化硅纳米线(SiCnws)于碳纤维表面，构建纳米纤维-碳纤维多尺度预制体，实现多尺度C/C复合材料的制备和改性。研究发现，CNTs&SiCnws掺杂能促进C/C复合材料的弯曲性能、层间剪切性能和面内压缩性能的改善。弯曲、层间剪切、面内压缩强度随CNTs&SiCnws含量的增加均表现为“先升高后降低”的规律，CNTs&SiCnws可诱导细化PyC结构，避免基体微观缺陷的产生，提高纤维与基体的界面结合力，达到协同增强多尺度C/C复合材料的效果。

• 单位
  西安工程大学; 陕西元丰纺织技术研究有限公司