SiC晶须增强SiCf/SiC复合材料的力学性能

姜卓钰，束小文，吕晓旭，高 晔，周怡然，董禹飞，焦 健

(1 中国航发北京航空材料研究院 先进复合材料国防科技重点实验室，北京 100095;2 中国航发北京航空材料研究院表面工程研究所，北京 100095;3 陆军装备部航空军事代表局驻北京地区航空军事代表室，北京 100101)

近年来，随着发动机推重比的不断提高，燃烧室、涡轮与加力燃烧室等热端部件对材料的耐高温性提出了更高的要求。相比传统的高温合金材料，SiCf/SiC复合材料可以有效减轻部件质量，减少冷空气流量，显著提升工作温度，因而是制备高性能发动机高温构件的理想材料[1-2]。而SiCf/SiC复合材料在高温使用过程中，基体会形成孔洞和裂纹等缺陷，导致材料脆性大，损伤韧性不足，疲劳寿命短，难以满足下一代发动机材料疲劳性能的需求[3-5]。因此现阶段有必要探索微纳米增强体多级增韧等技术途径，开发更耐高温、更高损伤容限的SiCf/SiC复合材料。

纳米增强体作为第二增强体引入到复合材料基体中，可通过裂纹偏转及桥连等增韧机制，从多尺度提高增强相的增强效果，进一步提高复合材料的耐氧化性能、力学性能等。SiC晶须(SiCw)是一种性能优异的纳米增强体，将其引入到纤维布层间和纤维束间的脆性基体中，可有效增加裂纹扩展距离，改善微区基体的脆性，提高微区基体的韧性，从而进一步提高陶瓷基复合材料的力学性能[6-7]。同时由于纳米增强体可以阻碍基体脆性裂纹中的氧分子的流通，因此能够有效改善陶瓷基复合材料的高温耐氧化性能[8]。……