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C_f/SiC复合材料表面残余应力研究

2020-12-07阅读(268)

C_f/SiC复合材料表面残余应力研究

论文摘要

本文采用液相反应工艺制备Cf/SiC复合材料,测试和表征了其组成和形貌特征。研究了使用XRD测试Cf/SiC复合材料表面残余应力时,测试条件的选择及测试误差。测试了Cf/SiC复合材料的X射线应力常数和表面残余应力,研究了其是否存在择优取向。最后,研究了热处理后Cf/SiC复合材料表面残余应力的改变。研究发现,Cf/SiC复合材料的主要成分为:碳化硅、碳纤维和硅。利用正交试验法进行残余应力测试发现:步长对残余应力测试结果的影响最显著,狭缝的影响次之,计数时间影响不显著。X射线衍射法优化的测试条件为:步长0.01°,计数时间10s,狭缝宽度1.0mm。利用自制的四点弯曲加载样品台,测试得到Cf/SiC复合材料中SiC基体{511}和{422}晶面的应力常数分别为:-253.18MPa/deg和-121.30MPa/deg。对不同制备工艺下的Cf/SiC复合材料进行研究发现:随着渗硅温度的提高和保温时间的延长,Cf/SiC复合材料表面的残余应力由拉应力变为压应力。对Cf/SiC复合材料进行取向研究发现:Cf/SiC复合材料中,SiC基体几乎不存在择优取向。对热处理后Cf/SiC复合材料研究发现:随着保温时间的延长,Cf/SiC复合材料表面的残余应力向压应力变化,其趋势为先增大后减小。较好的热处理工艺为:热处理温度800℃,保温6h。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 引言
  • f/SiC复合材料简介'>1.2 Cf/SiC复合材料简介
  • f/SiC复合材料的发展现状及趋势'>1.2.1 Cf/SiC复合材料的发展现状及趋势
  • f/SiC复合材料的制备方法'>1.2.2 Cf/SiC复合材料的制备方法
  • 1.3 复合材料残余应力简介
  • 1.3.1 残余应力的产生和分类
  • f/SiC复合材料的残余应力'>1.3.2 Cf/SiC复合材料的残余应力
  • f/SiC复合材料性能的影响'>1.3.3 残余应力对Cf/SiC复合材料性能的影响
  • 1.4 复合材料残余应力的测试方法及研究现状
  • 1.4.1 复合材料残余应力的测试方法
  • 1.4.2 复合材料残余应力的研究现状
  • 1.5 本文研究的主要内容
  • f/SiC复合材料残余应力的X射线衍射测试'>第二章 Cf/SiC复合材料残余应力的X射线衍射测试
  • 2.1 X射线衍射测定残余应力的原理
  • 2.2 X射线衍射残余应力测试的特点
  • 2.3 实验标定复合材料X射线弹性常数
  • 2.4 影响残余应力测试的因素
  • 2.4.1 衍射线的选择
  • 2.4.2 ψ角的设置
  • 2.4.3 定峰方法
  • 2.4.4 试样的表面状况
  • 第三章 实验设计与实验方法
  • 3.1 实验所用仪器和材料
  • 3.2 实验方法
  • f/SiC复合材料的制备'>3.2.1 Cf/SiC复合材料的制备
  • f/SiC复合材料的加工'>3.2.2 Cf/SiC复合材料的加工
  • 3.2.3 实验所用仪器及分析方法
  • 3.3 实验设计
  • 3.3.1 残余应力测试的影响因素
  • 3.3.2 X射线衍射仪测试条件对测试重复性的影响
  • 3.4 实验方案
  • f/SiC复合材料X射线弹性常数的测定'>3.4.1 Cf/SiC复合材料X射线弹性常数的测定
  • f/SiC复合材料表面残余应力的影响'>3.4.2 不同制备工艺对Cf/SiC复合材料表面残余应力的影响
  • f/SiC复合材料中SiC基体的取向分析'>3.4.3 Cf/SiC复合材料中SiC基体的取向分析
  • f/SiC复合材料表面残余应力的影响'>3.4.4 热处理工艺对Cf/SiC复合材料表面残余应力的影响
  • 第四章 实验结果与讨论
  • 4.1 物相和形貌分析
  • f/SiC复合材料的X射线衍射分析'>4.1.1 Cf/SiC复合材料的X射线衍射分析
  • f/SiC复合材料的形貌分析'>4.1.2 Cf/SiC复合材料的形貌分析
  • 4.2 测试条件对残余应力测试重复性的影响
  • 4.3 残余应力测试误差分析
  • f/SiC复合材料中SiC基体的弹性常数'>4.4 Cf/SiC复合材料中SiC基体的弹性常数
  • f/SiC复合材料的应力-应变曲线'>4.4.1 实验标定Cf/SiC复合材料的应力-应变曲线
  • f/SiC复合材料的应力常数'>4.4.2 使用X射线衍射法测定Cf/SiC复合材料的应力常数
  • f/SiC复合材料残余应力研究'>4.5 不同工艺条件制备的Cf/SiC复合材料残余应力研究
  • f/SiC复合材料表面残余应力的分布'>4.5.1 不同工艺条件制备的Cf/SiC复合材料表面残余应力的分布
  • f/SiC复合材料表面残余应力的影响'>4.5.2 不同的制备工艺条件对Cf/SiC复合材料表面残余应力的影响
  • f/SiC复合材料中SiC基体的取向分析'>4.5.3 Cf/SiC复合材料中SiC基体的取向分析
  • f/SiC复合材料表面残余应力的影响'>4.6 热处理工艺对Cf/SiC复合材料表面残余应力的影响
  • 第五章 结论
  • 致谢
  • 参考文献
  • 作者在学期间取得的学术成果

    • 相关论文文献

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