碳碳復合材料的耐高溫性能 |
發(fā)布時間:2022-10-13 15:46 | 瀏覽次數(shù): |
碳碳復合材料是碳纖維加強碳材料,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。這種材料有一種獨有的性能是在2000攝氏度的高溫環(huán)境下,自身的力學性能不會降低,甚至會有所加強。那么碳碳復合材料在高溫環(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。
所有碳碳復合材料的高溫強度均大于室溫強度.但詳細的轉(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。對單向談談復合材料,其強度在1 200℃左右達到最大,溫度繼承升高則強度減小。但同時能觀察到材料發(fā)生輕微的塑性變形,這從模量降落和應變增長可以看出。而多向碳碳復合材料則能在更高溫度下保持其力學性能, 2D碳碳強度隨溫度的升高持續(xù)增長,模量在500-1400℃之間大幅進步,超過1400℃則轉(zhuǎn)變響應比較平緩;若用碳氈作加強體,碳碳復合材料的強度、模量均先升后降,強度在2200℃左右達到最大值,模量在1700℃左右達到其峰值;3D碳碳在各向的纖維含量有差別,使得抗拉強度隨溫度的轉(zhuǎn)變趨勢不同,在纖維含量高的方向強度持續(xù)增長,超過1500℃后增長更快,而在纖維含量較低的方向強度則先進步,至1500℃達最大值,隨后強度降落。 在高溫條件下,材料力學性能的進步應歸因于材料結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變,而結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變同時又影響了材料的應力傳導機制,進而改變了材料的破壞機理。結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變重要包括兩方面,一是大缺陷的愈合,二是因為纖維、基體熱膨脹導致的應力裂紋的閉合。前者使得力學性能進步,而后者改變了材料的破壞機制。對碳碳復合材料高溫損傷的研究注解,斷裂韌度(即裂紋擴展能)隨測試溫度進步而增長,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,增長了損傷或裂紋擴展的阻力。 |
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