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碳化硅纤维增韧碳化硅陶瓷基复合材料(SiC/SiC)因具有耐高温、抗氧化等优异性能正在逐步被应用到新一代高性能航空发动机中。纤维预制体结构是影响SiC/SiC性能的关键因素之一,不同预制体结构的SiC/SiC在航空发动机典型环境里会表现出不同的服役行为,但是目前国内外科研人员并未对2D平纹、缎纹、混编以及三维四向复合材料开展系统研究。本文以四种不同预制体结构的SiC/SiC复合材料为对象,以1300℃静态水氧环境中的剩余强度为基准,研究了温度与应力对复合材料剩余强度的影响,着重研究材料氧化行为和蠕变行为与预制体结构的关系,结合纳米压痕、计算机断层扫描(μ-CT)等微观测试表征方法,揭示不同预制体结构SiC/SiC的失效机理。主要的研究内容和结果如下:1.研究了在1400℃、12 H2O:8 O2:80 Ar气氛中四种不同预制体结构SiC/SiC复合材料的氧化行为。结果表明:SiC/SiC复合材料的质量变化率为抛物线式增长,其中2D混编SiC/SiC的质量变化率(4.27%)与缺陷体积分数变化率(68%)均为最大。进一步构建质量变化率与缺陷体积分数之间的函数关系,利用函数关系可以得到试样氧化不同时间后的质量变化以及评估材料的氧化行为。2.研究了在1400℃、12 H2O:8 O2:80 Ar气氛中四种不同预制体结构SiC/SiC复合材料的力学性能。结果表明:四种不同预制体结构SiC/SiC复合材料的抗弯强度均出现下降,其中2D平纹复合材料的强度保持率仅为40%,在1400℃氧化100 h后试样的强度保持率相较于1300℃时降低了14%。并将混合法则得到的材料微区力学性能与三点弯曲试验获得的弯曲模量之间进行了定性分析,实现了以微区模量的变化说明弯曲模量的变化。3.研究了四种不同预制体结构SiC/SiC复合材料在1300℃、12 H2O:8 O2:80 Ar环境中的高温拉伸蠕变行为。结果表明:2D平纹SiC/SiC复合材料表现出优异的抗蠕变性能,并且蠕变曲线阶段特征最为明显,蠕变100 h后的最小蠕变速率达到3.8×10-8/s。4.研究了四种预制体结构SiC/SiC复合材料在蠕变前后纤维性能的变化,结果表明在蠕变考核后纤维均受到损伤,并且2D复合材料中0°纤维的损伤更大。探究纤维的压入深度变化率、弹性模量变化率与蠕变寿命之间的关系,分别表现为负相关和正相关。