Carbon-fiber-reinforced C-SiC binary matrix composites

电气英语证书考试(PEC）—电力系统常用英语词汇(coaxial) cable (同轴）电缆ac motor 交流环电动机AC transmission system 交流输电系统active filter 有源滤波器Active power 有功功率aging 老化air—gap flux 气隙磁通air—gap line 气隙磁化线alloy 合金alternating current 交流电ammeter 电流表amplidyne 微场扩流发电机amplitude modulation (AM) 调幅Amplitude Modulation（AM 调幅analytical 解析的anode (cathode）阳极(阴极)arc discharge 电弧放电Arc reignition 电弧重燃Arc suppression coil 消弧线圈arc-extinguishing chamber 灭弧室armature circuit 电枢电路Armature 电枢Armature 电枢asynchronous machine 异步电机attachment coefficient 附着系数attenuate 衰减attenuation factor 衰减系数Automatic control 自动控制Automatic meter reading 自动抄表Automatic oscillograph 自动录波仪automatic Voltage regulator（A VR)自动电压调整器Autotransformer 自耦变压器Autotransformer 自藕变压器baghouse 集尘室bandwidth 带宽Bare conductor 裸导线binary 二进制Blackout 断电、停电block diagram 方框图Boiler 锅炉boost 增压boost—buck 升压去磁breakaway force 起步阻力breakdown （电)击穿breakdown torque 极限转矩bronze 青铜Brush 电刷bubble breakdown 气泡击穿buck 补偿bus bar 母线Bus tie breaker 母联断路器bushing tap grounding wire 套管末屏接地线bushing 套管Bushing 套管Line trap 线路限波器calibrate 校准Capacitor bank 电容器组Carbon brush 炭刷carrier 载波cascade transformer 串级变压器cast—aluminum rotor 铸铝转子cathode ray oscilloscope 阴极射线示波器cavity 空穴，腔charging（damping）resistor 充电（阻尼）电阻chopper circuit 斩波电路circuit breaker CB 断路器circuit components 电路元件circuit parameters 电路参数coaxial 共轴的，同轴的coil winding 线圈绕组Combustion turbine 燃气轮机Commutator 换向器complex impedance 复数阻抗composite insulation 组合绝缘Composite insulator 合成绝缘子compounded 复励conductor 导体conductor 导线Converter （inverter）换流器（逆变器）Copper loss 铜损corona 电晕Counter emf 反电势coupling capacitor 结合电容coupling capacitor 耦合电容Creep distance 爬电距离critical breakdown voltage 临界击穿电压crusher 碎煤机current transformer CT 电流互感器dc generator 直流发电机dc motor 直流电动机de machine 直流电机dead tank oil circuit breaker 多油断路器decimal 十进制Deenergize 断电Demagnetization 退磁，去磁demodulator 解调器detection impedance 检测阻抗dielectric constant 介质常数dielectric loss 介质损耗Dielectric 电介质，绝缘体Digital signal processing 数字信号处理direct axis transient time constant 直轴瞬变时间常数direct current 直流电direct—current 直流Discharge 放电disconnector 隔离开关Dispatcher 调度员Distribution automation system 配电网自动化系统Distribution dispatch center 配电调度中心Distribution system 配电系统divider ratio 分压器分压比Domestic load 民用电Drum 汽包，炉筒dynamic response 动态响应dynamo 直流发电机e。

纤维增强复合材料的力学性能研究纤维增强复合材料（Fiber-reinforced composites）是一种结构材料，由强度较高的纤维增强剂和基体树脂组成。

它们具有轻质、高强度、高刚度等优点，因此在航空航天、汽车、建筑等领域得到广泛应用。

FRC的力学性能一直是研究的热点之一。

最重要的性能之一是强度。

纤维增强剂的高强度可以提高材料的整体强度。

常用的纤维增强剂有碳纤维、玻璃纤维和芳纶纤维。

这些纤维具有高强度和高模量，因此可以显著提高材料的抗拉强度和弯曲强度。

此外，纤维增强材料还具有优异的疲劳性能。

纤维增强剂能够有效阻止裂纹的扩展，从而提高了材料的疲劳寿命。

它们在应力施加后能够更好地分散和传递应力，使得材料在循环荷载下具有更好的抗裂纹性能。

值得注意的是，强度和刚度不是唯一的衡量FRC力学性能的指标。

其他常用指标包括冲击性能、抗压性能等。

在实际工程应用中，这些指标往往与结构的安全性和可靠性密切相关。

材料的强度和刚度可以减小结构的重量，并提高其负荷承载能力。

同时，良好的冲击性能可以提高结构的耐用性和抗震性能。

研究FRC的力学性能需要综合考虑材料的组成、结构和制备工艺等诸多因素。

例如，纤维的取向和密度、基体树脂的粘结强度和硬度等都会对材料的性能产生重要影响。

因此，研究人员需要通过实验和数值模拟等手段，全面评估和分析材料的力学性能。

此外，为了更好地了解FRC的性能，还需要针对不同应力状态下的响应进行研究。

例如，在不同温度和湿度条件下，FRC的力学性能可能会发生变化。

因此，对于不同工程应用，要充分考虑材料的使用环境和工作条件，以确保其力学性能和可靠性。

近年来，随着技术的进步和需求的增加，人们对FRC的研究越来越深入。

新型纤维增强剂的开发、制备工艺的改进以及力学性能预测模型的建立都成为研究的热点。

未来，FRC的力学性能研究将更加注重多尺度、多功能和多场耦合效应等方面的综合研究，以满足不同工程领域对材料性能的要求。

姜胜强等：碳化硅单点金刚石超精密切削加工残余应力的离散元模拟· 931 ·第38卷第5期平纹编织碳纤维增韧碳化硅复合材料的力学性能及损伤演化程起有1,2，童小燕1，陈刘定1,2，姚磊江1，李斌2(1. 西北工业大学，无人机特种技术重点实验室，西安 710072；2. 西北工业大学航空学院，西安 710072)摘要：通过平纹编织碳纤维增韧碳化硅复合材料的拉伸、压缩和剪切的单向与循环加–卸载实验，分别研究了材料在拉伸载荷、压缩载荷和剪切载荷作用下的力学性能和损伤演化过程。

结果表明：在压缩载荷作用下，材料的压缩性能下降很小，基体开裂，纤维界面脱粘和纤维束断裂为主要的失效机理；材料在拉伸和剪切载荷作用下，损伤演化过程有所区别。

材料拉伸损伤演化经历损伤初始阶段、损伤加速阶段和损伤减缓阶段，为韧性断裂，损伤破坏主要表现为：基体开裂、横向纤维束开裂，界面层脱粘、层间剥离和纤维断裂；在剪切载荷作用下，经历损伤加速阶段和损伤减缓阶段，基体开裂、界面层脱粘和纤维断裂为主要的损伤机理，试样最后在最窄截面位置形成平断面。

基于实验研究结果，采用回归分析方法，分别给出了材料在拉伸载荷和剪切载荷作用下损伤演化方程式。

关键词：陶瓷基复合材料；力学性能；损伤演化；断口分析中图分类号：TB321 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2010)05–0931–07MECHANICAL PROPERTY AND DAMAGE BEHA VIOR OF SILICON CARBIDE COMPOSITESTOUGHENED BY CARBON FIBERS PLAIN-WOVENCHENG Qiyou1,2，TONG Xiaoyan1，CHEN Liuding1,2，YAO Leijiang1，LI Bin2(1. National Key Laboratory of Science and Technology on UA V, Northwestern Polytechnical University, Xi’an 710072;2. School of Aeronautics, Northwestern Polytechnical University, Xi’an 710072, China)Abstract: In order to investigate the mechanical behavior and damage evolution process of plain woven silicon carbide composites reinforced by carbon fibers, an experimental study of composites under tensile loading, compress loading and shear loading, respec-tively was performed. Damage evolution models were presented to disclosure damage evolution law. The influence of compress stress on modulus is inconspicuous. The matrix cracking, interfacial debonding, and fiber bundle fracture are the major compress damage mechanisms. The tensile tests show that damage begins at a stress level of about 45MPa, and the damage process contains three stages: the first is initial damage stage in which the initial micro-cracks of composite develop; the second is accelerating stage that the new micro-cracks appear and open; the last is decelerating stage that the micro-cracks deflect. The tensile damage behavior includes: matrix micro-cracking, transverse bundle cracking, debonding of fiber/matrix interface, ply delamination and fiber fracture. The damage evolution process under shear loading is different from under tensile loading. The damage process under shear loading only contains accelerating stage and decelerating stage. The matrix cracking, debonding of fiber/matrix interface, and fiber fracture are major shear damage mechanisms. Based on experimental results and statistical analysis, the equations about damage evolution under tensile loading and shear loading were provided.Key words: ceramic matrix composites; mechanical property; damage evolution; fracture analysis碳纤维增韧碳化硅(carbon fiber reinforced sili-con carbide，C/SiC)复合材料是一种纤维增韧的陶瓷基复合材料，具有较高的比强度、比刚度以及耐磨性、耐高温和耐腐蚀等优点，已越来越广泛地应用于航空、航天等领域。

性能分析PROPERTY ANALYSIS航空制造技术·2009年增刊118[摘要] 以碳纤维整体毡为预制体，采用化学气相渗透法（CVI ）制备出低密度碳/碳复合材料，再分别采用液相硅渗透工艺（LSI ）制备出密度为2.1g/cm 3的碳/碳-碳化硅复合材料（C/C -SiC ），及先驱体转化工艺（PIP ）制备出密度为1.9g/cm 3的C/C -SiC 。

对2种工艺制备的C/C -SiC 力学性能进行了比较，结果表明：PIP 工艺制备的C/C -SiC 弯曲强度为287MPa ，明显高于LSI 工艺制备的弯曲强度155MPa 。

关键词: C/C-SiC 液相硅渗透工艺 先驱体转化工艺 化学气相渗透工艺[ABSTRACT] The C/C composites of low density are fabricated by chemical vapor in fi ltration (CVI) with in-tegral carbon felts with carbon fi ber as prefab. On the basis of the low density C/C composites, the C/C-SiC compos-ites with the density of 2.1g/cm 3 are prepared by liquid sili-con in fi ltration (LSI), and the C/C-SiC composites with the of density 1.9g/cm 3 are prepared by precursor infiltration and pyrolysis (PIP). The result shows that bend strength of the C/C-SiC composites prepared by PIP is 287MPa, which is better than that of 155MPa of the composites prepared by LSI.Keywords: C/C-SiC LSI PIP CVI碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料（C/SiC ）因具有高强度、高硬度、抗氧化、抗蠕变以及高温下抗磨损性好、耐化学腐蚀性优良、热膨胀系数和相对密度较小等特点，在航空航天等高温热结构材料方面有着广泛的应用前景[1-2]。

梅辉等：2D C/SiC复合材料的拉伸损伤演变过程和微观结构特征· 137 ·第35卷第2期2维C/SiC复合材料的拉伸损伤演变过程和微观结构特征梅辉，成来飞，张立同，徐永东，孟志新，刘持栋(西北工业大学，超高温结构复合材料国防科技重点实验室，西安 710072)摘要：通过单向拉伸和分段式加载–卸载实验，研究了二维编织C/SiC复合材料的宏观力学特性和损伤的变化过程。

用扫描电镜对样品进行微观结构分析，并监测了载荷作用下复合材料的声发射行为。

结果表明：在拉伸应力低于50MPa时，复合材料的应力–应变为线弹性；随着应力的增加，材料模量减小，非弹性应变变大，复合材料的应力–应变行为表现为非线性直至断裂。

复合材料的平均断裂强度和断裂应变分别为234.26MPa和0.6%。

拉伸破坏损伤表现为：基体开裂，横向纤维束开裂，界面层脱粘，纤维断裂，层间剥离和纤维束断裂。

损伤累积后最终导致复合材料交叉编织节点处纤维束逐层断裂和拔出，形成斜口断裂和平口断裂。

关键词：陶瓷基复合材料；碳纤维/碳化硅复合材料；力学性能；微结构中图分类号：TB332文献标识码：A文章编号：0454–5648(2007)02–0137–07DAMAGE EVOLUTION AND MICROSTRUCTURAL CHARACTERIZATION OF ACROSS-WOVEN C/SiC COMPOSITE UNDER TENSILE LOADINGMEI Hui，CHENG Laifei，ZHANG Litong，XU Yongdong，MENG Zhixin，LIU Chidong(National Key Laboratory of Thermostructure Composite Materials, Northwestern Polytechnical University, Xi′an 710072, China)Abstract: The damage evolution and the associated mechanical response of a 2 dimensional C/SiC composite were investigated under monotonic and stepwise incremental loadings and unloadings. The microstructures of the samples were observed by scanning electron microscopy and the damage behavior under mechanical loading was monitored by the acoustic emission technique. The results show that the stress-strain of the composite is linear at stress below 50MPa. The modulus of the material decreases and the inelastic strain increases with the increase of tension stress, and the composite exhibits a largely non-linear stress-strain behavior up to rupture. The mean fracture strength and failure strain of the composite are 234.26MPa and 0.6%, respectively. The tensile damage behavior in-volves: matrix microcracking, transverse bundle cracking, interfacial debonding, fiber fracture, ply delamination and bundle splitting. The damage accumulation eventually results in splitting and pull-outs of the fibers at the crossovers between the bundles, leading to two major rupture modes of the oblique and plain sections.Key words: ceramic matrix composites; carbon fiber/silicon carbide composite; mechanical properties; microstructure连续碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料(carbon fiber reinforced silicon carbide, C/SiC)具有高强度、高硬度、耐高温、低密度等一系列优异性能，已成为航空航天领域极具发展前景的新一代高温热结构材料[1]。

纤维类型对C/SiC 复合材料性能的影响尹洪峰　任耘　王宏联(西安建筑科技大学材料物理研究所,西安　710055)徐永东　成来飞　张立同(西北工业大学超高温结构材料实验室,西安　710072) 摘　要　利用化学气相浸渗法制备了C f 2C/S iC 复合材料,借助SE M 、TE M 等研究了纤维类型对C f 2C/S iC 复合材料力学性能的影响。

实验证明T 300碳纤维增韧补强效果优于M40碳纤维,利用T 300碳纤维制备出弯曲强度为459M ,断裂韧性为20.0MPa ・m 1/2,断裂功为25170J/m 2的C f 2C/S iC 复合材料。

2种碳纤维增韧效果的差异是由纤维的原始强度、热膨胀系数和弹性常数的不同决定的。

关键词　纤维　C/S iC 复合材料　力学性能作者简介:尹洪峰(1965～),男,博士,副教授11　引言纤维增韧陶瓷基复合材料的性能取决于各组元(纤维、基体和界面)的性能、比例以及纤维的编织方法。

其中纤维在陶瓷基复合材料中起着非常重要的作用,因为它决定复合材料的最终断裂强度、影响纤维的增韧效果和复合材料的断裂方式[1～3]。

为此纤维的选择在复合材料体系确定中占有非常重要的地位,实际上可用作陶瓷基复合材料增韧相的纤维非常有限,目前主要有C 和SiC 纤维2大类,与SiC 纤维相比C 纤维生产技术更为成熟、价格便宜且已实现大批量生产。

本工作主要针对C/SiC 复合材料进行研究,研究C 纤维类型对C/SiC 复合材料力学性能的影响。

碳纤维根据力学性能分为:通用型、高强型和高模型等,一般认为拉伸强度低于1400MPa 、拉伸模量低于140G Pa 为通用型;高模型碳纤维沿纤维轴向弹性模量大于石墨单晶C 11弹性常数的30%;而高强型是指拉伸强度大于3000MPa 、拉伸强度与拉伸模量的比在1.5%～2.0%。

通用型由于强度和模量较低,其增韧和补强效果均欠佳。

树脂基复合材料引入纤维主要目的是提高刚性,为此常选用高模型纤维。

工艺参数对CVD制备热解碳界面层厚度的影响白龙腾;王毅;杨晓辉【摘要】以甲烷(CH4)为碳源先驱体,以三维针刺碳纤维预制体为沉积基体,研究了化学气相沉积(chemical vapor deposition,CVD)工艺过程中沉积时间、沉积压力以及预制体厚度对热解碳界面层沉积厚度的影响,并在此基础上优化了在碳纤维表面制备合适厚度的热解碳界面层所需的CVD工艺参数.结果表明,针对现有反应腔体,5 mm厚碳纤维预制体试样,采用1 000℃的沉积温度,CH4流速500 ml/min,沉积时间10 h,沉积压力5 kPa,可在预制体内外碳纤维表面沉积得到厚度合适的热解碳界面层;当碳纤维预制体厚度增至10 mm,则沉积时间应延长至15h,压力维持不变,可沉积得到合适厚度的界面层.【期刊名称】《火箭推进》【年(卷),期】2014(040)003【总页数】6页(P77-82)【关键词】工艺参数;热解碳;界面层【作者】白龙腾;王毅;杨晓辉【作者单位】西安航天动力研究所,陕西西安710100;西安航天动力研究所,陕西西安710100;西安航天动力研究所,陕西西安710100【正文语种】中文【中图分类】V258+.3-340 引言连续碳纤维增韧碳化硅基复合材料（carbon fiber reinforcement silicon carbide ceramic composite,C/SiC），因其具有高强、高模、高韧、低密度、抗氧化及高温力学性能稳定等显著优点，被广泛应用于先进航空发动机热端部件、航天推进系统和航天热防护系统中[1-3]。

同传统陶瓷相比，C/SiC最大的优点在于具有较高的韧性，对裂纹不敏感，而C/SiC的韧性高低取决于纤维、基体和界面的性能以及纤维在基体中的分布情况。

其中界面性能决定了纤维与基体结合的效果，并在很大程度上影响C/SiC的断裂形式。

纤维的增韧作用在于由此而产生的纤维脱粘、桥联和拔出等能量耗损机制[4-5]。