iC基体不会发生开裂、界面脱粘等损伤行为；本实施例中o_S50MPa，σ取50MPa，加载应力保持时间为8小时；而后对2D_C/SiC复合材料卸载并降至室温，降温速率为10°C /
mino
[0033]进行完第一周期的预蠕变处理后，间隔I天，以同样的实验参数进行第二周期预蠕变处理。图3所示为本实施例中经过预蠕变处理后材料的拉伸应力-应变曲线，曲线中线性阶段所对应的应力即为材料的基体开裂应力约为71MPa ;而如图1所示，材料未经预蠕变处理的原始基体开裂应力近似为42MPa(处于40MPa?50MPa范围内)；对比可以看出，在经过预蠕变处理后的材料的基体开裂应力得到明显的提高。
[0034]实施例3:
[0035]对2D_C/SiC复合材料进行3个周期的预蠕变处理，相邻周期间隔为I天。
[0036]在第I周期内，米用以下步骤:
[0037]步骤1:将2D_C/SiC复合材料装夹在拉伸试验机上，并置于真空炉内；
[0038]步骤2:将预蠕变温度设定为1400°C -1600°C，在该温度范围内，以化学气相沉积工艺得到的SiC基体发生以晶界滑动为主要机制的蠕变，而碳纤维未发生蠕变；而本实施例中预蠕变温度设定为1600°C，真空炉以15°C /min的升温速率升温；在2D_C/SiC复合材料达到预蠕变温度后，保温Ih ;
[0039]步骤3:保温结束后，对2D_C/SiC复合材料进行加载，加载应力为σ，σ取0.6?I倍的σ _，σ _为2D_C/SiC复合材料原始基体开裂应力范围的上限值，在这一应力范围内SiC基体不会发生开裂、界面脱粘等损伤行为；本实施例中o_S50MPa，σ取40MPa，加载应力保持时间为8小时；而后对2D_C/SiC复合材料卸载并降至室温，降温速率为10°C /
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[0040]进行完第一周期的预蠕变处理后，间隔I天，以同样的实验参数进行第二周期预蠕变处理，再间隔I天以同样的实验参数进行第三周期预蠕变处理。得到本实施例中经过预蠕变处理后材料的基体开裂应力约为67MPa，对比可以看出，在经过预蠕变处理后的材料的基体开裂应力得到明显的提高。
[0041]实施例4:
[0042]对2D_C/SiC复合材料进行3个周期的预蠕变处理，相邻周期间隔为3天。
[0043]在第I周期内，采用以下步骤:
[0044]步骤1:将2D_C/SiC复合材料装夹在拉伸试验机上，并置于真空炉内；
[0045]步骤2:将预蠕变温度设定为1400°C -1600°C，在该温度范围内，以化学气相沉积工艺得到的SiC基体发生以晶界滑动为主要机制的蠕变，而碳纤维未发生蠕变；而本实施例中预蠕变温度设定为1500°C，真空炉以15°C /min的升温速率升温；在2D_C/SiC复合材料达到预蠕变温度后，保温50min ;
[0046]步骤3:保温结束后，对2D_C/SiC复合材料进行加载，加载应力为σ，σ取0.6?I倍的σ _，σ _为2D_C/SiC复合材料原始基体开裂应力范围的上限值，在这一应力范围内SiC基体不会发生开裂、界面脱粘等损伤行为；本实施例中o_S50MPa，σ取30MPa，加载应力保持时间为10小时；而后对2D-C/SiC复合材料卸载并降至室温，降温速率为12°C /
mino
[0047]进行完第一周期的预蠕变处理后，间隔3天，以同样的实验参数进行第二周期预蠕变处理，再间隔3天以同样的实验参数进行第三周期预蠕变处理。得到本实施例中经过预蠕变处理后材料的基体开裂应力约为60MPa，对比可以看出，在经过预蠕变处理后的材料的基体开裂应力得到了提高。
[0048]实施例5:
[0049]对2D_C/SiC复合材料进行3个周期的预蠕变处理，相邻周期间隔为I天。
[0050]在第I周期内，采用以下步骤:
[0051]步骤1:将2D_C/SiC复合材料装夹在拉伸试验机上，并置于真空炉内；
[0052]步骤2:将预蠕变温度设定为1400°C -1600°C，在该温度范围内，以化学气相沉积工艺得到的SiC基体发生以晶界滑动为主要机制的蠕变，而碳纤维未发生蠕变；而本实施例中预蠕变温度设定为1500°C，真空炉以15°C /min的升温速率升温；在2D_C/SiC复合材料达到预蠕变温度后，保温Ih ;
[0053]步骤3:保温结束后，对2D_C/SiC复合材料进行加载，加载应力为σ，σ取0.8?
I倍的σ _，σ _为2D_C/SiC复合材料原始基体开裂应力范围的上限值，在这一应力范围内SiC基体不会发生开裂、界面脱粘等损伤行为；本实施例中o_S50MPa，σ取45MPa，加载应力保持时间为8小时；而后对2D-C/SiC复合材料卸载并降至室温，降温速率为10°C /
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[0054]进行完第一周期的预蠕变处理后，间隔I天，以同样的实验参数进行第二周期预蠕变处理，再间隔I天以同样的实验参数进行第三周期预蠕变处理。得到本实施例中经过预蠕变处理后材料的基体开裂应力约为70MPa，对比可以看出，在经过预蠕变处理后的材料的基体开裂应力得到明显的提高。
[0055]尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
【主权项】
1.一种提高2D-C/SiC复合材料基体开裂应力的方法，其特征在于:对2D-C/SiC复合材料进行2-3个周期的预蠕变处理；每个周期采用以下步骤进行预蠕变处理: 步骤1:将2D-C/SiC复合材料装夹后置于在真空环境中； 步骤2:对2D-C/SiC复合材料进行预蠕变，预蠕变温度为1400°C -1600°C ;在2D_C/SiC复合材料达到预蠕变温度后，保温0.5-lh ; 步骤3:保温结束后，对2D_C/SiC复合材料进行加载，加载应力为σ，σ取0.6?I倍的σ _，σ _为2D-C/SiC复合材料原始基体开裂应力的i:限值；加载应力保持时间不小于8小时；而后对2D-C/SiC复合材料卸载并降至室温，降温速率不大于12°C /min。2.根据权利要求1所述一种提高2D-C/SiC复合材料基体开裂应力的方法，其特征在于:步骤3中加载应力σ取0.8?I倍的σ _。
【专利摘要】本发明提出一种提高2D-C/SiC复合材料基体开裂应力的方法，对2D-C/SiC复合材料进行2-3个周期的预蠕变处理，预蠕变温度为1400℃-1600℃，在达到预蠕变温度后，保温0.5-1h，保温结束后，对2D-C/SiC复合材料进行加载，加载应力为σ，σ取0.6～1倍的σmax，σmax为2D-C/SiC复合材料原始基体开裂应力的上限值；加载应力保持时间不小于8小时，而后对2D-C/SiC复合材料卸载并降至室温，降温速率不大于12℃/min。本发明通过对2D-C/SiC复合材料预蠕变处理，使材料的基体开裂应力得到明显提高，从而使材料的蠕变寿命得到显著地提高。
【IPC分类】C04B35/565, C04B35/80
【公开号】CN105110808
【申请号】CN201510449732
【发明人】张程煜, 张晓 , 赵蒙蒙, 田卓, 韩栋, 李玫, 乔小刚
【申请人】西北工业大学
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年7月28日