单向碳/碳复合材料高温拉伸行为失效机理研究

陈波¹，翁少东²，温卫东³，杨兴林¹

1. 江苏科技大学能源与动力学院2. 西安电子科技大学机电工程学院3. 南京航空航天大学能源与动力学院

摘 要：碳/碳复合材料是一种耐高温、耐摩擦的新型复合材料。为了研究碳/碳复合材料在高温环境拉伸载荷作用下的损伤和失效机理,针对有、无抗氧化涂层（以下简称"涂层"）[0]₁₆单向板碳/碳复合材料,开展了700℃下轴向拉伸测试,并对相应试验件的断口进行了SEM显微观测分析。拉伸试验结果表明:有涂层单向碳/碳复合材料在700℃下的应力-应变曲线呈线性,相比于室温,700℃下有涂层单向碳/碳复合材料的拉伸强度和弹性模量均得到了强化;无涂层单向碳/碳复合材料在700℃下的应力-应变曲线呈高度非线性,相应的力学性能下降明显。显微观测结果表明:试验700℃下有涂层单向碳/碳复合材料纤维束损伤形式为纤维束内纤维拉伸破坏、基体开裂和纤维拔出破坏;无涂层单向碳/碳复合材料纤维束断口变细且呈散状分布。

关键词：碳/碳复合材料;高温拉伸;力学行为;损伤机理;失效分析;