高温燃气环境下SiCf/SiC和SiC_(f)/SiC-EBC复合材料力学性能及损伤OA北大核心CSTPCD
航空发动机中的碳化硅纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料(SiC_(f)/SiC)因承受高温高速燃烧气体的氧化腐蚀而发生损伤甚至失效。本工作利用燃气发生装置模拟航空发动机中复杂燃气环境,将以一定比例混合后的航空煤油与液氧燃料点燃,形成高温高速燃烧气体对材料进行考核。对SiC_(f)/SiC复合材料分别进行1200℃燃气环境10 h氧化实验和1000次热冲击实验,探究环境屏障涂层(environmental barrier coating,EBC)对SiC_(f)/SiC复合材料的防护作用。对燃气环境考核后的SiC_(f)/SiC复合材料和SiC_(f)/SiC-EBC复合材料进行单轴拉伸强度测试,并利用扫描电镜对其断口及截面微观形貌进行观察。结果表明:在燃气环境下氧化10 h后,SiC_(f)/SiC复合材料和SiC_(f)/SiC-EBC复合材料内部没有发生明显的界面层及纤维氧化,单轴拉伸强度下降不到2%;在燃气环境下经过1000次热冲击后,在SiC_(f)/SiC复合材料内部形成多处微裂纹并发生了界面层的氧化腐蚀,单轴拉伸强度下降41.3%;EBC涂层可以有效保护SiC_(f)/SiC复合材料免受高温燃气的氧化腐蚀,SiC_(f)/SiC-EBC复合材料在经过1000次热冲击后的单轴拉伸强度下降16.6%。
王子媛;曹鑫鑫;蒋婷;洪智亮;张程煜;朱旺;
中国航发商用航空发动机有限责任公司,上海200241 上海商用飞机发动机工程技术研究中心,上海200241上海大学材料所,上海200072西北工业大学材料科学与工程学院超高温结构复合材料重点实验室,西安710072湘潭大学材料科学与工程学院薄膜材料与设备应用重点实验室,湖南湘潭411105
航空发动机SiC_(f)/SiC复合材料环境屏障涂层高温燃气剩余强度
《航空材料学报》 2024 (004)
P.46-56 / 11
国家重点研发计划(2022YFB3707705);上海市科学技术委员会科技创新计划(21511104802)。
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