论文部分内容阅读
雷达结构吸波材料具有承载和吸波双重功能,是当代隐身技术发展的重要方向。战斗机、巡航导弹等空中武器装备,其局部工作温度可达到700℃甚至1000℃以上,因此,对耐高温结构吸波材料的需求日趋迫切。本文对国产KD-I型SiC原纤维制备的2D-SiC_f/SiC复合材料的吸波性能进行了研究;确定了纤维表面脱碳的热处理工艺;探讨了此热处理工艺对2D-SiC_f/SiC复合材料力学性能影响及复合材料损伤机理;从纤维预处理工艺和结构设计两方面改善复合材料的力学性能;纤维表面预处理后利用PIP工艺制备了2D-SiC_f/SiC复合材料,对其力学性能进行了研究;对PIP工艺制备的SiC纤维布与C纤维布铺层复合材料的力学性能进行了研究。本文首先研究了SiC原纤维制备的2D-SiC_f/SiC复合材料的吸波性能,结果表明复合材料对电磁波反射强烈。通过空气中热处理工艺对SiC纤维电性能进行调节,确定SiC纤维表面脱碳的热处理工艺条件为600℃/60min。表面脱碳SiC纤维制备的2D-SiC_f/SiC复合材料力学性能严重下降,主要原因是PCS裂解过程中基体体积收缩对SiC纤维物理损伤严重,并且2D-SiC_f/SiC复合材料中纤维/基体之间界面结合过强。通过对纤维表面预处理改善2D-SiC_f/SiC复合材料力学性能。结果表明,采用酚醛溶液对SiC纤维进行浸渍,并经裂解处理,能够改善PIP工艺制备的2D-SiC_f/SiC复合材料纤维/基体之间的界面结合,当酚醛溶液中酚醛质量分数为20%时,制备的2D-SiC_f/SiC复合材料的弯曲强度为81.6MPa。采用CVD SiC涂层工艺能够在SiC纤维表面形成连续、均匀的SiC涂层,SiC涂层厚度对PIP工艺制备的2D-SiC_f/SiC复合材料力学性能有很大影响,适当厚度的SiC涂层能够有效调节复合材料中纤维/基体界面结合,提高材料力学性能,1100℃沉积时间为1hr时制备的2D-SiC_f/SiC复合材料弯曲强度达到125.9MPa。本文还从结构吸波材料结构设计方面研究了SiC纤维布与C纤维布铺层复合材料力学性能。底层2D-Cf/SiC复合材料作为结构吸波材料中的反射层,对提高铺层复合材料力学性能发挥主要作用。研究了不同层数SiC纤维布与C纤维布制备的铺层复合材料力学性能,并且研究了裂解温度对铺层复合材料力学性能的影响。裂解温度为1000℃时,当C纤维布层数由2层增加到12层,铺层复合材料的弯曲强度由93.7MPa增加到323.5MPa。