航空发动机热端部件模拟环境下3D C/SiC的微结构演变和失效机制

【类型】学位论文

【作者】李建章 

【关键词】 跨尺度表征,微结构演变,失效机制,C/SiC,复合材料,环境,仿生

【摘要】连续碳纤维增强碳化硅基复合材料(C／SiC)是一种在航空航天与能源领域具有广泛应用价值的战略性轻质热结构材料，具有高比强与不发生灾难性断裂等优异特性，成为高推重比航空发动机热端部件材料的重要候选，有望满足耐高温抗氧化长寿命的目标需求。本文针对高推重比航空发动机热端部件多因素复杂环境，采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)与高分辨电子显微镜(HRTEM)等多种分析手段，跨尺度表征了三维编织连续碳纤维增强碳化硅基复合材料(3D C／SiC)在热物理化学模拟条件和应力模拟条件下的微结构演变，围绕微结构演变-性能演变之间的关系，系统研究了3D C／SiC的环境行为演变规律，获得了3D C／SiC的失效机制和微结构控制单元与要素。在此基础上，综合归纳出材料的失效本质，成功地分析了3D C／SiC在各种模拟环境中的失效模式与机理。主要研究内容与结果如下：1．发现“簇”是连续纤维增强陶瓷基复合材料(CFCC)中普遍存在的结构特征，提出“纤维簇”是控制CFCC强韧化的主要结构单元之一。纤维簇与单根纤维、纤维束三者之间的竞争与协同，形成了CFCC的跨尺度微结构控制准则框架...

【学位名称】博士

【学位授予单位】西北工业大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】张立同，李斗星

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