连续SiC纤维增强钛基复合材料应用及研究进展

TB333; 连续SiC纤维增强钛基(SiCf/Ti)复合材料具有比强度高、比模量高、耐高温等特点,在航空航天领域具有重要的应用前景.本文总结了SiCf/Ti复合材料的应用、制备、性能调控和检测技术,并提出了SiCf/Ti复合材料未来需要突破的瓶颈问题.SiCf/Ti复合材料单向性能优异,在环类转动件(叶环、涡轮盘等)、杆件(涡轮轴、连杆、紧固件等)以及板类构件(飞机蒙皮等)具有明显应用优势.常用的SiCf/Ti复合材料的制备方法有箔压法和基体涂层法,箔压法适合制备板类结构件,基体涂层法适用于缠绕形式的结构件,如环、盘以及杆等.SiCf/Ti复合材料的性能主要取决于SiC纤维、钛合金基体以及纤...

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Published in航空材料学报 Vol. 43; no. 6; pp. 1 - 19
Main Authors 王敏涓, 黄浩, 王宝, 韩波, 杨平华, 黄旭
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中国航发北京航空材料研究院,北京 100095 2023
中国航空发动机集团先进钛合金重点实验室,北京 100095%中国航发北京航空材料研究院,北京 100095
Subjects
SiCf/Ti复合材料
manufacturing technology
无损检测技术
application
SiCf/Ti composites
制备技术
detecting techniques
应用
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ISSN1005-5053
DOI10.11868/j.issn.1005-5053.2023.000065

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Summary:TB333; 连续SiC纤维增强钛基(SiCf/Ti)复合材料具有比强度高、比模量高、耐高温等特点,在航空航天领域具有重要的应用前景.本文总结了SiCf/Ti复合材料的应用、制备、性能调控和检测技术,并提出了SiCf/Ti复合材料未来需要突破的瓶颈问题.SiCf/Ti复合材料单向性能优异,在环类转动件(叶环、涡轮盘等)、杆件(涡轮轴、连杆、紧固件等)以及板类构件(飞机蒙皮等)具有明显应用优势.常用的SiCf/Ti复合材料的制备方法有箔压法和基体涂层法,箔压法适合制备板类结构件,基体涂层法适用于缠绕形式的结构件,如环、盘以及杆等.SiCf/Ti复合材料的性能主要取决于SiC纤维、钛合金基体以及纤维/基体界面.SiC纤维微观结构和性能对制备工艺具有较强的敏感性,通过反应器结构和沉积条件调控获得性能稳定的SiC纤维是研究重点之一.钛合金基体可通过物理气相沉积的方法涂敷到纤维表面,制备出钛合金先驱丝,这是后续制备出高质量构件的关键.界面微观结构、热稳定性、力学性能与纤维表面的涂层密切相关,因此涂层种类和结构调控是SiCf/Ti复合材料的界面性能调控的重要手段.SiCf/Ti复合材料的应用促进了无损检测技术的发展,由此研究者开展了超声检测、X射线检测和声发射等在复合材料检测上的基础研究.为了实现SiCf/Ti复合材料的广泛应用,未来还需要在复合材料结构设计、低成本制造、失效分析与寿命预测等方面开展进一步的研究工作.
ISSN:1005-5053
DOI:10.11868/j.issn.1005-5053.2023.000065