【摘 要】
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高推重比航空发动机风扇叶片与包容机匣、卫星承力结构件和空间反射镜支架对高比强和高比模连续纤维增强轻质复合材料需求迫切。Cf/SiC-Al复合材料具有低密度、高强度、耐高温、耐磨损、抗疲劳等优点,而且结构可设计性强、可近净尺寸成型,是航空航天重要候选材料。本文采用T700碳纤维三维针刺缝合结构预制体为增强骨架,以聚碳硅烷为陶瓷先驱体,采用先驱体浸渍裂解法原位填充SiC基体,以真空压力浸渗法填充ZL1
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高推重比航空发动机风扇叶片与包容机匣、卫星承力结构件和空间反射镜支架对高比强和高比模连续纤维增强轻质复合材料需求迫切。Cf/SiC-Al复合材料具有低密度、高强度、耐高温、耐磨损、抗疲劳等优点,而且结构可设计性强、可近净尺寸成型,是航空航天重要候选材料。本文采用T700碳纤维三维针刺缝合结构预制体为增强骨架,以聚碳硅烷为陶瓷先驱体,采用先驱体浸渍裂解法原位填充SiC基体,以真空压力浸渗法填充ZL101A铝合金,研制出高性能Cf/SiC-Al复合材料。基于高推重比航空发动机风扇叶片服役环境,重点研究了200℃、300℃和400℃热处理对Cf/SiC-Al复合材料微观组织及力学性能的影响,分析了200℃、300℃和400℃空气环境下Cf/SiC-Al复合材料力学性能的演变规律,揭示了不同状态下复合材料的损伤失效行为与机理。结果表明,（1）高温处理对Cf/SiC-Al复合材料的力学性能产生了显著影响,随着温度的提升,压缩力学性能总体呈下降趋势,在400℃高温处理后抗压强度为412 MPa,强度保持率为93%;模拟服役环境下,随服役温度的提升,抗压强度逐渐下降,在400℃服役温度下抗压强度为270MPa,强度保持率为61%;（2）弯曲性能和断裂韧性呈先下降后升高的趋势,在300℃高温处理后弯曲强度为246 MPa,强度保持率为96%,断裂韧性为18.5 MPa·m1/2,仅为室温下的74%;在300℃服役温度下,材料弯曲强度为188MPa,强度保持为74%,断裂韧性为18.1 MPa·m1/2;（3）在300℃高温处理后,纤维与基体界面结合强度显著提高,改变了复合材料的断裂方式,没有明显的纤维拔出现象,呈脆性断裂,应尽量避免。
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