【正文】 Thermal shock temperature on C/SiC effect of posite connection Author: Wen jun wei Instructor: tong qiaoying Subject: electronic information engineering Yancheng teachers 39。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。xx學院畢業(yè)論文（設計）熱震溫度對C/SiC復合材料連接的影響 畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。作者簽名： 日期： 年 月 日學位論文版權使用授權書本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 College of physical science and electronic technology College Yancheng in May 2010 【abstract】: Use thermal shock test method respectively at roomtemperature, 500 ℃。SiC有良好的化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，有低的膨脹系數(shù)和較高的傳熱系數(shù)、較高的高溫強度，以及十分優(yōu)良的抗氧化性、耐磨性和耐腐蝕性。C/SiC復合材料具有耐高溫、抗熱震、高強度（甚至在高溫下）、高韌性、高硬度、高耐磨性、高化學穩(wěn)定性、高設計容限、高導熱性、低密度和低熱膨脹系數(shù)等一系列優(yōu)異性能。 C/SiC復合材料的主要制備方法 C/SiC復合材料可以通過液相或氣相途徑來制備。為了進行深化沉積，CVI過程在低溫（8001100℃）和低壓（幾KPa10KPa）下進行，以降低反應速度并提高氣體分子在多孔預制體中的平均自由程。但由于復合材料的特殊性能是綜合利用了各有關學科中的最新成就，通過高技術獲得的，因此其連接性通常較差。因此，連接是C/SiC復合材料作為一種新型材料得到更廣泛應用而急待解決的關鍵問題目前國內(nèi)外對于陶瓷材料的連接方法已經(jīng)有了相當廣泛的研究，但有關纖維增韌陶瓷基復合材料（Fiber reinforced ceramic matrix posite，簡稱FRCMC）的連接方法研究不多，碳纖維增韌碳化硅基復合材料的連接研究仍處于起步階段[2028]。由于粘接是一種脆性連接，可靠性低，嚴重削弱了陶瓷基復合材料的高韌性和高可靠性的優(yōu)勢。大多數(shù)工程應用上所用的螺栓都是鋼質(zhì)的，也有用鋁合金、鈦或纖維增強復合材料作為螺栓的。當在連接不同材料的構件時，鉚接的首選方向一般是從薄構件到厚構件，從強度低的構件到強度高的構件，這使得薄的強度較低的構件受到鉚釘?shù)谋Ｗo。這一方面要求加熱功率大，另一方面對材料性能不利；(2)連接一般需要高真空，或保護氣氛如Ar，N2等，使設備復雜化；(3)接頭的高溫性能不高且存在較大的分散性；(4)釬料一般是只針對一種或幾種連接對而設計，適用面窄。擴散連接也存在以下主要問題：(1)連接溫度高（1100℃），有的高達1700℃，對母材的性能不利，壓力大（一般大于50MPa），高真空連接，對設備要求高；(2)中間層材料與陶瓷和金屬匹配困難，適用面窄；(3)大部分接頭的高溫性能遠遠沒有達到實際應用的要求（在700℃以上受力環(huán)境中）；(4)準備工作復雜，無法批量生產(chǎn)。 在線液相滲透連接方法在線液相滲透連接方法是考慮到化學氣相沉積制備的纖維增韌陶瓷基復合材料具有一定的孔隙率，而且孔隙率在材料的制備過程中隨沉積時間增加而減小，在纖維增韌陶瓷基復合材料制備過程中控制其孔隙率，采用一種滿足高溫使用需求并具有一定耐蝕性的合金－Ni基合金作為連接劑，在一定的溫度及壓力下使得連接劑熔化并滲入復合材料的孔隙中?？紫堵蔬^大，一方面降低了復合材料的強度，使得連接過程中復合材料的性能受到較大損傷，陶瓷材料強度與孔隙率之間的關系可由下式[52]表示： (11)其中，σf為有孔隙時復合材料的強度，σ0為無孔隙的材料強度，p為孔隙率，b為與材料有關的常數(shù)。因此，該連接方法工藝簡單，成本低；用化學氣相沉積的方法制備表面涂層，將鉚接部位覆蓋，使構件表面光滑過渡。鉚接接頭在受拉力時，有兩種破壞形式：鉚釘被拉斷、鉚釘從沉積的碳化硅中拔出，分析接頭的破壞形式可為鉚接接頭的設計提供一定的理論依據(jù)。這種試驗是將試樣在一定溫差的環(huán)境中進行溫度的交變試驗，檢測鍍層經(jīng)過這種不同溫度環(huán)境的變化后結(jié)合力的變化情況。其服役的環(huán)境與C/SiC復合材料相似，即要求在較高的溫度下使用。為了保護纖維，緩解界面應力，降低界面結(jié)合強度，改善基體與纖維的結(jié)合，通常采取的方法是在沉積SiC基體之前，在碳纖維的表面先沉積一層熱解碳（PyC）界面相。采用化學氣相滲透（CVI）工藝來沉積熱解碳和SiC基體?？偵郎貢r間為60min?！孀笥易笥褻/Sic復合材料連接的拉伸強度變化較小，500℃到700℃拉伸強度急劇下降，700℃以后拉伸強度又有所增大。兩年多來，童教授不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，在此謹向童老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。童老師一絲不茍的作風，踏踏實實的精神，不僅授我以文，而且教我做人，雖歷時三載，卻給以終生受益無窮之道。（2） C/Sic 復合材料的連接試樣在熱震溫度700℃到800℃左右壓縮強度和拉伸強度有所回升，可以初步估計C/Sic復合材料的連接的拉伸強度和壓縮強度的愈合溫度為700℃到800℃（3） C/Sic復合材料的連接試樣在熱震溫度從室溫到500℃時拉伸強度和壓縮強度變化較小。連接過程完成后，把每個大試樣沿母線均勻切割成22個小試樣，即試樣尺寸為，取3個試樣進行室溫三點彎曲強度測試，其余試樣重新3D C/SiC posite cylinderNi alloy 實驗試樣放置圖放置在CVI爐中進行續(xù)沉積SiC 60h以完成最終連接。采用三氯甲基硅烷（CH3SiCl3，MTS）來沉積SiC基體。丙烯是一種無色的氣體，℃、℃、著火點為497℃、（20℃）。針對上述目標，本文對C/SiC復合材料連接件進行熱震試驗。比如塑料上電鍍的熱震試驗，高溫就不應超過80℃，低溫則可以是0℃或更低。 本實驗采用的連接方法編制體C/SiC復合材料與陶瓷材料最大的區(qū)別是具有較高的孔隙率，而且孔隙率在材料的制造過程中是不斷變化的。因此，該方法對連接件的尺寸和形狀限制小，適用于大型復雜薄壁構件的連接。另一方面，孔隙率過大，連接劑滲入復合材料較多，滲入也較深，滲入的連接劑可能會由于熱膨脹系數(shù)失配，在復合材料內(nèi)部可能產(chǎn)生較大的應力集中，從而使材料內(nèi)部產(chǎn)生裂紋，降低連接性能。另外，滲入孔隙的連接劑在復合材料內(nèi)部可以形成樹根狀咬合結(jié)構，這種機械咬合結(jié)構可以極大的增強復合材料連接的可靠性。一般陶瓷的TLPB連接選用不均勻中間層(B/A/B，B的厚度遠小于A的厚度)，在連接溫度下，通過B的熔化或A/B的界面反應形成低熔點合金，僅在連接區(qū)緊鄰母材處形成局部液相區(qū)，起到釬料的作用，并經(jīng)長時間的相互擴散使液相區(qū)等溫凝固和固相成分均勻化，使接頭又具有固相擴散連