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碳碳复合材料的耐高温性能


  碳碳复合材料是碳纤维加强碳材料,这种材料物理性能稳固、耐磨损、耐高温、耐蠕变、耐热振具有优秀的性能,是比较高端的耐高温材料。这种材料有一种独有的性能是在2000摄氏度的高温环境下,自身的力学性能不会降低,甚至会有所加强。那么碳碳复合材料在高温环境下有哪些性能呢?下面英特力新材来给大家做一下介绍。

碳碳复合材料

  所有碳碳复合材料的高温强度均大于室温强度.但详细的转变情况取决于材料的纤维状况、基体结构和热处理温度度等。对单向谈谈复合材料,其强度在1 200℃左右达到最大,温度继承升高则强度减小。但同时能观察到材料发生轻微的塑性变形,这从模量降落和应变增长可以看出。而多向碳碳复合材料则能在更高温度下保持其力学性能, 2D碳碳强度随温度的升高持续增长,模量在500-1400℃之间大幅进步,超过1400℃则转变响应比较平缓;若用碳毡作加强体,碳碳复合材料的强度、模量均先升后降,强度在2200℃左右达到最大值,模量在1700℃左右达到其峰值;3D碳碳在各向的纤维含量有差别,使得抗拉强度随温度的转变趋势不同,在纤维含量高的方向强度持续增长,超过1500℃后增长更快,而在纤维含量较低的方向强度则先进步,至1500℃达最大值,随后强度降落。
 

  在高温条件下,材料力学性能的进步应归因于材料结构的转变,而结构的转变同时又影响了材料的应力传导机制,进而改变了材料的破坏机理。结构的转变重要包括两方面,一是大缺陷的愈合,二是因为纤维、基体热膨胀导致的应力裂纹的闭合。前者使得力学性能进步,而后者改变了材料的破坏机制。对碳碳复合材料高温损伤的研究注解,断裂韧度(即裂纹扩展能)随测试温度进步而增长,缘故原由是高温条件下缺陷和裂纹的闭合以及纤维与基体、基体与基体间界面结合增强,增长了损伤或裂纹扩展的阻力。

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