【摘 要】
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连续碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料(C/SiC)是一种极具潜力的高温结构复合材料,在航空航天、能源及核技术等领域有着广阔的应用前景。为了降低服役环境中严重的振动和噪音问
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连续碳纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料(C/SiC)是一种极具潜力的高温结构复合材料,在航空航天、能源及核技术等领域有着广阔的应用前景。为了降低服役环境中严重的振动和噪音问题对C/SiC复合材料构件稳定性的影响,必须对C/SiC复合材料的阻尼性能进行研究,但目前国内外鲜有这方面的报道。本文采用动态力学分析方法,研究了CVI工艺制备的C/SiC复合材料在不同振动频率下的阻尼性能,分析了其阻尼机制,并对预制体编织方式、涂层、热处理等因素对材料阻尼峰的影响进行了研究,探索了通过控制热解碳界面层厚度调节材料阻尼的可行性,主要研究内容与研究结果如下: (1) 研究了2D和3D C/SiC复合材料的阻尼性能。结果表明,2D C/SiC复合材料在同频振动条件下具有比3D C/SiC复合材料更高的阻尼性能,并且二者的阻尼曲线具有类似的变化特征。 (2) 研究了2D和3D C/SiC复合材料的阻尼机制,认为其阻尼机制主要有:内部裂纹扩展、C纤维本身阻尼、界面阻尼以及孔隙率的影响。 (3) 研究了涂层和热处理对C/SiC复合材料阻尼峰的影响。结果表明,CVDSiC涂层和1500℃真空热处理都会降低C/SiC复合材料的阻尼峰值,且使阻尼峰位置移动。 (4) 研究了具有不同厚度热解碳界面层的2D C/SiC复合材料的阻尼性能,发现热解碳界面层厚度适中时,2D C/SiC复合材料阻尼峰值最高。说明通过控制热解碳界面层厚度调节材料阻尼是一种可行的方法。
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