xx学院毕业论文（设计）热震温度对C/SiC复合材料连接的影响 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期： 年 月 日导师签名： 日期： 年 月 日【摘要】：利用热震试验法分别在室温，500 ，700，900时对C/SiC复合材料的连接进行高温热处理热震试验。研究高温热处理温度对C/SiC复合材料的连接的影响。结果表明C/SiC复合材料的连接的呈现规律性变化，随着温度的升高其拉伸强度和压缩强度都类似的规律下降，从而影响其连接。在500时高温热处理对C/SiC复合材料的连接影响较小，宜选用此温度来进行C/SiC复合材料的连接。【关键词】：C/SiC复合材料 高温热处理 热震试验 拉伸强度 压缩强度 Thermal shock temperature on C/SiC effect of composite connection Author: Wen jun wei Instructor: tong qiaoying Subject: electronic information engineering Yancheng teachers College of physical science and electronic technology College Yancheng in May 2010 【abstract】: Use thermal shock test method respectively at roomtemperature, 500 ; 700 ; 900 to C/SiC composite connection for high-temperature heat treatment of thermal shock test. High temperature annealing temperature on C/SiC composite connections. Results indicate that C/SiC composite connection of rendering the regularity, as temperatures increase its tensile strength and compression strength are similar laws fall, thus affecting its connection. At 500 ° c on C/SiC composites less impact on the connection, use this temperature to C/SiC composite connections.【Key words】: C/SiC composites heat-treated thermal shock test tensile strength compressive strength 第 4 页 共 23 页目 录第一章 绪 论31.1 C/SiC复合材料31.1.2 C/SiC复合材料的应用31.1.3 C/SiC复合材料的主要制备方法41.2 C/SiC复合材料的连接41.2.1连接意义41.2.2传统连接方法51.2.2.1 粘接51.2.2.2 机械连接51.2.2.3 焊接71.2.3新型连接方法81.2.3.1 在线液相渗透连接方法81.2.3.2 复合材料铆接方法91.2.3.6 本实验采用的连接方法101.3 热震试验101.4 研究内容10第 二 章 实验过程112.1 试样制备112.1.1 原材料112.1.1.2 制备PyC界面相和SiC基体所用气源物质112.1.2连接试样的制备过程122.2试验过程13第 三 章 结论15参考文献：16致 谢18第一章 绪 论1.1 C/SiC复合材料自七十年代以来，为了寻求将热防护、结构承载以及防氧化结合于一体的新途径，人们从提高基体抗氧化性能着手进行了广泛而深入的研究，用抗氧化性能优异的SiC取代C作为基体的C/SiC复合材料，成为继C/C复合材料之后新一代热结构材料，受到了极大的关注。SiC为共价的三维晶体，以和两种晶态存在。其中，SiC为正方晶型，具有闪锌矿或准金刚石结构。型（立方晶型）SiC和金刚石晶体结构类似，具有很高的强度。SiC有良好的化学稳定性和热稳定性，有低的膨胀系数和较高的传热系数、较高的高温强度，以及十分优良的抗氧化性、耐磨性和耐腐蚀性。由于具备这些优良的性能，SiC受到了广泛的注意，在机械、化工、能源以及军工等方面得到了大量的应用。但是，由于其室温强度较低以及韧性不足而使其应用受到一定限制。为了提高SiC材料的强度和韧性，人们通过高纯、超细原料以及添加剂的选择手段来改善烧结性能以获得高致密度的材料。虽然材料强度有所提高，但对韧性的改善作用不明显。从20世纪八十年代以来，许多研究采用添加第二相粒子的办法，借鉴金属材料弥散强化理论，使通过裂纹与较韧第二相粒子相遇时，发生裂纹偏折、绕道、分叉或钉扎等效应，改善了基体抗断裂能力，从而提高了韧性，较典型的例子有SiCTiC系统、SiCZrB2、SiCAl2O3、SiCTiO2等。随韧性提高，也由于第二相引入而带来若干其它缺点，如高温强度和抗氧化性能会有所下降。更多的研究者则试图通过晶须、纤维来增强SiC陶瓷。C/SiC复合材料具有耐高温、抗热震、高强度（甚至在高温下）、高韧性、高硬度、高耐磨性、高化学稳定性、高设计容限、高导热性、低密度和低热膨胀系数等一系列优异性能。它可以满足1650以下长寿命、2000以下有限寿命、2800以下瞬时寿命的使用要求，不仅在高推重比航空发动机，卫星姿控发动机、超高声速冲压发动机、空天往返防热系统、巡航导弹发动机、液体和固体火箭发动机等武器装备领域具有广阔的推广应用前景，在涡轮燃气电站和核能反应堆等民用领域的市场潜力更大。1.1.2 C/SiC复合材料的应用 目前为止，C/SiC已经成为研究最多的编制体陶瓷基复合材料。欧洲动力协会（SEP）、法国Bordeaux大学、德国Karslure大学、美国橡树岭国家实验室早在20世纪七十年代便率先开展了研究C/SiC复合材料的工作7-9。由SEP研制的C/SiC复合材料的主要性能为7,10：弯曲强度：400Mpa、弹性模量：80Gpa、断裂应变：0.8%（350MPa）断裂韧性：25MPam1/2、断裂功：10000Jm-2。在国外，C/SiC已成功地用于喷管和喉衬材料，用作高推比航空发动机热端部件的应用研究也已通过试飞考核。用C/SiC复合材料作成的喷瓣及尾气调节片已经用于幻影2000战斗机的M55发动机和狂风战斗机的M88航空发动机上，法国“海尔梅斯”号航天飞机的鼻锥帽等也采用了这种材料。由德国IABG公司生产的C/SiC复合材料已经应用在光学领域（镜子和反射镜）、燃烧室、热交换机、高性能车辆刹车盘、化学工业和国防领域。1.1.3 C/SiC复合材料的主要制备方法 C/SiC复合材料可以通过液相或气相途径来制备。为了不损伤纤维并且降低成本，希望有一个低温、无压和近尺寸的制备工艺。选择制备工艺时还得考虑所制备部件的尺寸、形状和数量。C/SiC复合材料常用的制备方法有：热压烧结法（HPS）、先驱体转化法（PIP）和反应熔体渗透法（RMI）、化学气相渗透法（CVI）。化学气相渗透法（Chemical Vapor Infiltration，简称CVI）是目前已得到使用并商品化的生产方法，本实验所用的试样是通过CVI法来制备的。它是在CVD（Chemical Vapor Deposition）基础上发展起来的制备技术。这种技术是将纤维预制体置于密闭的反应室内，通入反应气体，在高温下，气体渗入预制体内部发生化学反应，沉积出陶瓷基体。在CVI过程中，预制体中反应气体和气体产物的传输主要通过扩散来实现。为了进行深化沉积，CVI过程在低温（800-1100）和低压（几KPa-10KPa）下进行，以降低反应速度并提高气体分子在多孔预制体中的平均自由程。CVI法的主要优点是： 能在低压低温下进行基体的制备，材料的内部残余应力小，纤维受损小； 能制备硅化物、碳化物、硼化物、氮化物和氧化物等多种陶瓷材料，并可实现微观尺度上的成分设计； 能制备形状复杂和纤维体积分数高的近尺寸部件； 在同一CVI反应室中，可依次进行纤维/基体界面、中间相、基体以及部件外表面的沉积。但是，CVI法存在以下缺点： SiC基体的致密化速度低，生成周期长（100h以上）制造成本高； SiC基体的晶粒尺寸极其微小（10nm），复合材料的热稳定性低； 复合材料不可避免地存在10-15%的孔隙，以作为大分子 量沉积副产物的逸出通道，从而影响了复合材料的力学性能和抗氧化性能； 预制体的孔隙入口附近气体浓度高，沉积速度大于内部沉积速度，易导致入口处封闭（即“瓶颈效应”）而产生密度梯度； 制备过程中产生强烈的腐蚀性产物。1.2 C/SiC复合材料的连接 1.2.1连