考虑界面层和孔隙的SiC_f/SiC_m复合材料热膨胀性能研究

来源期刊：功能材料2020年第4期

论文作者：牛宏伟 文敏 张帅

文章页码：4101 - 4108

关键词：复合材料;三维编织;SiC;纤维束;单胞;界面层;基体孔隙;热膨胀系数;

摘    要：以三维四向编织SiCf/SiCm复合材料为对象,建立基于周期性边界条件、包含界面层和孔隙的复合材料单胞有限元模型,模型细观结构与工业CT扫描结果一致。计算了材料各个方向的热膨胀系数,发现界面层对纤维束热膨胀系数的影响不可忽略,基体孔隙位置的随机分布对热膨胀系数计算结果没有影响,孔隙率的增加会引起系数的显著减小,对胞元的热应力分析表明纤维束上的热应力水平大于基体。通过自由膨胀加温试验对材料纵向热膨胀系数进行了测定,在室温至1 100℃区间内热膨胀性能稳定,试验结果与预测值符合较好。可为含界面层和基体孔隙的三维编织复合材料及其他多孔复合材料热膨胀性能研究提供理论基础。