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《SiC纖維增強鈦基復(fù)合材料研究現(xiàn)狀與展望》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、c。MP。s怔s復(fù)合材料$iG纖維增強鈦基復(fù)合材料研究現(xiàn)狀與展望ResearchandProspectofSiCFiber-ReinforcedTitaniumMatrixComposites無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院機械技術(shù)學(xué)院曹秀中中航工業(yè)北京航空制造工程研究所韓秀全趙冰侯紅亮【摘要】連續(xù)SiC纖維增強鈦基復(fù)合材料(sic/Ti)是一種重要的高推重比發(fā)動機(推重比>12)用結(jié)構(gòu)材料,它的應(yīng)用為發(fā)動機設(shè)計和制造帶來了革命性的變革二SiC仃i復(fù)合材料代表了高推重比發(fā)動機用結(jié)構(gòu)材料的發(fā)展方向,歐美國家設(shè)立了多項研究計劃來發(fā)展SiC
2、/Ti復(fù)合材料,技術(shù)水平已經(jīng)達(dá)到或接近于實用狀態(tài)。介紹了國內(nèi)外對連續(xù)纖維增強鈦基復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀及國內(nèi)研究存在的一些問題.并對國內(nèi)SiC/Ti復(fù)合材料的未來發(fā)展提出了一些建議,關(guān)鍵詞:SiC纖維SiC/Ti復(fù)合材料界面力學(xué)性能【ABSTRACT]ContinuousSiCfiber.reinforcedtitaniumcomposite(SiC/Ti)isanoutstandingstructuralmaterialforaerospacebecauseofitssuperiorpropertiescomparedt
3、otitaniumalloysandhightemperaturealloys,therefore,itisconsideredasaverypromisingmaterialforthehighthrustweightratioturbineengine.ManycountrieshavelayemphasisontheresearchofSiC/Ticomposites,forexample,EuropeandAmericahaveestablishedseveralengineprojectinvolvedSiC
4、/Ti.InthispapeLresearchofSiC/Tiisintroducedinseveralaspectsincludingrawmaterials,manufacturemethod,mechanicaIpropertiesandapplications.Atlast,someadvicesareproposedforthedevelopmentofSiC/TicompositesinChina.Keywords:SiCfiberSiC。/ricompositesInter-faceMechanicalp
5、ropertySiCf/Ti復(fù)合材料是以連續(xù)SiC纖維為增強體,以鈦合金或鈦鋁金屬間化合物為基體的一種具有優(yōu)良綜合性能的結(jié)構(gòu)復(fù)合材料。SiCr/Ti復(fù)合材料具有許多優(yōu)良的力學(xué)性能和物理性能,比強度、比剛度、疲勞性能均優(yōu)于鈦合金,與基體材料相比較,可以提高使用溫度將近200。C,在提升結(jié)構(gòu)性能的同時,大大降低了結(jié)構(gòu)重量。由于SiC,/Ti復(fù)合材料具有這些優(yōu)良的性能,在航空航天領(lǐng)域,特別是在高推重比發(fā)動機(推重比>12)中展現(xiàn)了良好的應(yīng)用前景,已經(jīng)成為提高發(fā)動機推重比、降低飛機燃油消耗、提高航程等的技術(shù)關(guān)鍵,是提升下一代發(fā)
6、動機整體性能的關(guān)鍵技術(shù)之一,是高推重比發(fā)動機必需的結(jié)構(gòu)材料,將為發(fā)動機的設(shè)計和制造帶來革命性變革。發(fā)達(dá)國家非常重視SiC/Ti復(fù)合材料的研究,制定了多項研究計劃來推動它在發(fā)動機和飛機上的應(yīng)用。美國先后啟動了IHPTET研究計劃(TheIntegratedHighPerformanceTurbineEngineTechnology)、NASP研究計劃(NationalAeroSpacePlane)、TMCTECC研究計劃(TitaniumMatrixCompositeTurbineEngineComponentConso
7、rtium)、Exoskeletal(美國空軍的外骨架計劃)、SBIR等研究計劃,歐洲先后啟動了Euclid、PREPHA(AdvancedHypersonicPropulsion)等研究計劃,日本也有AMG、ESPR計劃。這些綜合和專項研究計劃極大地促進了SiCflTi復(fù)合材料研究的發(fā)展It-21。國外研究者研究了多種金屬基體的SiCf/Ti復(fù)合材料,形成了比較完善的研究體系。對SiCCTi的制備工藝、界面分析、力學(xué)性能進行了深入廣泛的研究,積累了豐富的試驗數(shù)據(jù),建立了性能與壽命預(yù)測數(shù)據(jù)庫,為發(fā)動機結(jié)構(gòu)設(shè)計和制造奠定
8、了堅實的基礎(chǔ)。在SiC/Ti復(fù)合材料的應(yīng)用研究方面,特別是在結(jié)構(gòu)件驗證技術(shù)方面開展了大量的研究。在軍用發(fā)動機和民用飛機上,SiC/Ti已經(jīng)得到應(yīng)用,在發(fā)動機整體葉環(huán)、傳動軸等結(jié)構(gòu)件驗證方面積累了大量豐富的經(jīng)驗,已經(jīng)接近于實用狀態(tài)。與國外相比,國內(nèi)的研究工作起步較晚,20世紀(jì)90年代才開始這方面研究工作.目前的工作主要停留在實驗室研