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采用高分辨X射线断层扫描（Micro—CT）技术，对多向轴编C／C复合材料内部微细观结构特征给予统计分析，研究了该材料在室温环境下的拉伸性能与破坏机理。结果表明，4D轴编C／C材料的各向增强纤维束截面形态较规整，走向较平直，未见相互挤压变形；在炭基体、纤维束与基体间的界面层内部随机分布着大量的孔洞、裂纹及脱层等微缺陷，其中界面层内孔洞平均孔径约为138μm，孔隙率高达25％～30％，显著影响界面剪切性能。材料轴向拉伸主要表现为2种失效形式，分别为纤维束棒拔脱和纤维束棒断裂，呈现为假塑性断裂，界面剪切强度、