3DC/SiC复合材料在复杂环境试验中性能演变的两重性

用减压化学气相浸渗法(LPCVI)制备2组3DC/SiC复合材料,其中一组具有不同厚度的PyC界面层,另一组PyC界面层厚度一定,但经过热处理。对C/SiC复合材料在复杂环境中性能演变的两重性,即确定性和随机性进行了研究。结果表明,残余强度及其波动性对评价材料的环境适应性和可靠性是必需的。界面层和涂层是对氧化环境最敏感的微结构控制单元。以敏感度排序,3种环境参数依次是温度、气氛和应力。气氛参数的排序是氧气、水和盐,应力参数的排序是疲劳/蠕变,蠕变和疲劳。应力通过增加涂层裂纹及宽度从而加速复合材料的性能演变。氧化物薄膜有利于涂层裂纹封填,水能促进这种封填,然而疲劳/蠕变应力会使涂层裂纹封填失效。因此包括有氧气、水、疲劳和蠕变的环境是所有环境中最恶劣的。为了使复合材料具有自适应性,PyC的厚度应为最优,以提高热处理的效果;需保持适中的涂层氧化速率,以提高近表面抗氧化性。而适中的氧化速率是由温度和氧化气体分压来控制的。