High temperature bending properties and failure mechanism of 3D needled C/SiC composites up to 2000 ℃

材料科学 复合材料 抗弯强度 热解炭 三点弯曲试验 弯曲模量 模数 脆性 大气温度范围 弯曲 热解 物理 工程类 气象学 废物管理
作者
Xiang-bin Du,Dian-sen Li,Qi-hong Wei,Lei Jiang
出处
期刊:Journal of The European Ceramic Society [Elsevier BV]
卷期号:42 (6): 3036-3043 被引量:5
标识
DOI:10.1016/j.jeurceramsoc.2022.01.044
摘要

Three-dimensional (3D) needled C/SiC composites were prepared and subjected to three-point bending tests from room temperature (RT) to 2000 ℃ under vacuum. The results show that the flexural strength and modulus increase in the range of RT to 800 °C due to the release of thermal residual stress (TRS). At 800–1700 °C, the modulus further increases for the further release of TRS, while the destruction of the pyrolytic carbon (PyC) coating reduces the flexural strength. Up to 2000 ℃, the thermal mismatch stress in the composites cause fiber slippage and matrix crack deflection to be zigzag, which increase the fracture strength. The change of components properties mediated by high temperature and the release of TRS play a leading role in the flexural strength and fracture mode. The results provide important support for the mechanical behavior of 3D needled C/SiC composites at ultra-high temperature. • 3D needled C/SiC composites were prepared by CVI-GSI method and subjected to bending tests up to 2000 ℃ under vacuum. • Mechanical behavior and the microcosmic failure mechanism of 3D needled C/SiC composites at high temperature are presented. • The change of properties of 3D needled C/SiC composites after high temperature treatment was analyzed.
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