碳纤维增强TiC陶瓷的力学性能.pdf
第5 3 卷第3 期 2 0 01 年8 月 有色金属 N o N F E R R O U SM E T A L S V o l _ 5 3 .N o3 A u g u s t200 1 M E C H A N I C A LP R O P E R T I E SO F C A R B o NF I B E RR E I N F o R C E D .T i C M A T R I XC O M P o S I T E S S O N GG u i m i n 9 1 ,一,Z H O Uy u 2 1 .I n s t i t u t eo fE n g i n e e r i n gM e c h a n i c s ,C h i n aS e i s m o l o g i c a lB u r e a u ,H a r b i n15 0 0 8 0 ,C h i n a ;2 .S c h o o lo f M a t er i a l s S c i e n c ea n dE n g i n e e r i n g ,P .0 .B o x4 3 3 ,H a r b i n I n s t i t u t eo fT e c h n o l o g y ,H a r b i n l5 0 0 0 1 ,C h i n a A b s t r a c t T i Cm a t r i xc o m p o s i t e sr e i n f o r c e db y2 0 %v o l u m es h o r tc a r b o nf i b e ra r ep r e p a r e db yv a C U i l mh o t - p r e y i n gT h ec a r b o t tf i b e r s a r eu n i f o r m l y 出s t r i b u t e dmT i Cm a t r i xu s i n gw e tb a l l - m i f f i n gm i x i n gT h es u i t a b l eh o t p r e s s i n gt e c h i n q u ef o rC v T i Cc o m p o s i t e si sv a c u l 】n l h o tp r e s s i n ga t2 1 0 0 ℃,3 0 M P a f o r l h .T h es t r c a l g t ho f c v n cc o m p o s i t e i s5 9 3 M P a 乩r 1 3 0 l l t t e m p e r a t u r e m d 4 3 9 M P aa t l 4 0 0 ℃.a n d t h e t m c t u r et o n g h n e ∞i s68 7 M P a m 1 4a tr o o mt e l f t p 岜r a t l l r eT h es t r e n g t ha n df r a c t u r et o u g h n e s so fT i Ce l mb ei n c r e a s e dr e m a r k a b l yb y 2 0 %v o l ec a r b o nf i b e ra d d i t i o nT h cm a i nm e e h e n i m mo fs t r e n g t h e r a n ga n dt o u g h e n i n gb ye a r b o r ma r ef i b e rh r l d g i n ga n df i b e rp u l l - o r e C r o c kd e f l a t i o nh a sa 1 9 。c o n t r i b u t i o nt ot o u g h n e 5 s K E YW O R D S T i Cc e r a m i c ;c a r b o nl i b e r ;h o t - p r e s s i n g ;m e c h a n i c a lp r o p e r t i e s c L cn m b e r T B 3 3 2 ;1 8 3 0 3D o c u m e n tc e d e AA r l i c l eI D 1 0 0 1 0 2 1 1 2 0 0 1 0 3 0 1 1 3 5 0 5 1I n t r o d u c t i o n T i t a n i u mc a r b i d ec e r a m i c sh a sb e e nu n d e ra c t i v e d e v e l o p m e n tf o re l e v a t e dt e m p e r a t u r ea p p l i c a t i o n sd u e 1 0i t sc o m b i n a t i o no fs t r e n g t h ,h a r d n e s sa n de r o s i o n r e s i s t a n c e [ 1 lU n f o r t u n a t e l y ,l o wf r a c t u r et o u g h n e s si s aw d l k n o w no b s t a c l et oi t sa p p l i c a t i o na ss t r u c t u r e c o m p o n e n tA l t h o u g hT i Cc e r a m i c sc a nb et o u g h e n e d a n ds t r e n g t h e n e dw i t ha d d i t i o no fp a n i c l e s s u c ha s S i C ,T h N ,W Ca n dT i B 2 [ 2 3 o rm e t a le l e m e n t s s u c h 8 - 5N i ,M o ,C r ,c o ,e t c . ㈨] ,m e t a l l i cb i n d e ra l l o y s N i M o .N i .M 0 - A 1 .N i C ra n dN i C o - C ra r en o ta b l et o m e e tt h er e q u i r e m e n t sf o rh i g ht e m p e r a t u r ea p p l i c a - t i o n s s u c ha s1 4 0 0 “ C [ 4 1R e c a n t l y ,i n t e r m e t a U i ca l u . m i n i d e sh a v eb e e nu t i l i z e da sb i n d e rp h a s ei nt h e p r e p a r a t i o no fT i C - h a s o dc o m p o s i t e s ,s u c h a sT i G N i 3 A I 5 】a n dT i C F e A I [ “.a n dt h e s ec o m p o s i t e sh a v e d e m o n s t r a t e dp r o m i s i n gm e c h a n i c a lp r o p e r t i e se o m p a r e dt o t h o s eo fc o m m e r c i a IT i C - N i ,n e v e r t h e l e s s R e e 西v e dd a t e J u n2 6 ,2 0 0 1 B i o g r a p h y S O N GG u i m i n g 1 9 6 7 一 ,P h .D ;E - m a i l %m I m t m a i lt o m t h e i rs t r e n g t h sa th i g ht e m p e r a t u r en e e dt ob ei m p r o v e df u r t h e r .T h eH s e a r c hw o r ko fK a m i y ae ta 1 1 7 3 o nt h eT i Cc e r a m i c sr e i r d o r c e db v1 0 %v o l u m eS i C w h i s k e rh a ss h o w nt h a tS i Cw h i s k e rr e m a r k a b l yi n c r e a s e dt h ef r a c t u r et o u g h n e s sa n ds t r e n g t ho fT i C , w h i c hd e m o n s t r a t e dab r i g h t p r o s p e c t o fc e r a m i c w h i s k e ro rf i b e ri ns 哪e n t n gT i Cc e r a m i c s .H o w e v e r .ad r a w b a c kt ot h eu s eo fw h i s k e r sh a sb e e ni d e n t i n e dt h a tt h ew h i s k e ri sap o t e n t i Mh e a l t hh a z a r d .C a r 一 1 0 0 nf i b e r sh a v ed e m o n s t r a t e dt h e i rf e a s i b i l i t ya ss t r u e t u r a lm a t e r i a li na e r o s p a c ea n da e r o n a u t i ci n d u s t r i e s . a n dt h e ya r ea l s op r o v e dv e r yg o o dr e i n f o r c e m e n t si n s t r e n g t h e n i n ga n dt o u g h e n i n gc e r a m i c s [ “.B u tt o d a t e ,f e wa t u d i a sh a v eb e e nc a r r i e dO U to nT i Cc o m p o s i t e sr e i n f o r c e db yc a r b o nf i b e r s . 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