低速冲击对C/SiC复合材料抗氧化性能的影响

【作者】 姚磊江； 吕鹏； 白国栋； 童小燕；

【机构】 西北工业大学无人机特种技术重点实验室； 西北工业大学航空学院；

【摘要】 由于陶瓷基复合材料的基体和涂层不能像金属一样产生塑性变形,低速冲击会对陶瓷基复合材料产生两方面的影响:(1)内部分层等损伤导致力学性能降低;(2)涂层破坏导致抗氧化性能降低。本文以SiC涂层涂覆的平纹编织C/SiC复合材料为对象,采用落锤试验方法,结合C/SiC复合材料在1300℃水氧环境下的氧化试验和氧化机制分析,研究不同能量的低速冲击下涂层的损伤及抗氧化性能衰减的规律。结果表明,当冲击能量小于0.5J时,SiC涂层基本保持完好,1300℃水氧环境下10h后失重率约2%,与未冲击试样的结果相当;当冲击能量在1～2J时,SiC涂层发生局部破坏,材料的氧化收到氧化气氛扩散速度的控制,氧化失重随着冲击能量的增加而增加;当冲击能量超过2J时,SiC涂层发生较大面积破坏,虽然涂层损伤面积随着冲击能量的增加而快速增加,但收到C相反应速度的控制,材料氧化失重保持基本不变,约为15-16%。断口分析表明,在低能量冲击下,纤维氧化仅发生在涂层附近区域,而在冲击能量超过2J后,材料内部也发生大量纤维氧化。材料氧化后的弯曲强度与其氧化适中规律一致。更多还原