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3D-C/SiC是一种新型的超高温热结构材料,在航空航天和高温热结构领域具有潜在的应用前景。文献中对其常规力学性能研究较多,而对其热震和疲劳/蠕变交互作用行为鲜见报道。研究3D-C/SiC热震和疲劳/蠕变交互作用行为和积累更全面的性能数据,对改进该材料、工程设计和应用具有重要的意义。 本文研究了3D-C/SiC在空气介质下的热震损伤规律和在三种介质(氩气、干氧和湿氧)下的疲劳/蠕变的损伤规律。3D-C/SiC是用T300碳纤维编织成三维四向编织体,CVI法在950-1000℃致密,纤维体积分数为40-45%,密度为2.01g/cm~3和孔隙率为17%,用于疲劳/蠕变交互作用试验热解碳界面层厚度约0.2μm;用于热震试验的有三种界面层厚度分别是热解碳沉积时间10小时、20小时、30小时获得。 3D-C/SiC用弹性模量和电阻表征的热震损伤曲线有相似的规律,即都大致由三阶段构成,首先是损伤急剧增加阶段,紧接着是损伤缓慢增加阶段,最后为损伤短暂的急剧增加阶段。个别电阻表征的热震损伤曲线仅在初始阶段损伤有下降现象。3D-C/SiC复合材料的抗热震性能明显优于重结晶SiC陶瓷材料;三种界面层的3D-C/SiC中,以热解碳沉积时间为20小时获得的界面层复合材料热震寿命最长。3D-C/SiC复合材料在空气介质中的热震损伤相应大致分作三阶段,主要损伤为碳化硅涂层剥落而导致的碳纤维的氧化。 3D-C/SiC弹性模量随着疲劳循环次数的增加总趋势是减小的。疲劳/蠕变以电阻表征的损伤分为三个阶段,即初始阶段的减速损伤,中间阶段的稳定损伤和最后阶段的短暂加速损伤。三种介质中,以湿氧环境中的损伤最为剧烈。疲劳、蠕变和疲劳/蠕变交互作用这三种条件下,以疲劳蠕变交互作用对材料的损伤最大。3D-C/SiC1300℃疲劳/蠕变交互作用的损伤形式包括基体开裂、纤维和纤维束的断裂和拔出,还有纤维的氧化而引起的损伤。 通过试验分析,初步得到疲劳/蠕变寿命表达式和模量表征的热震损伤表达式。