Improbement of Oxidation Resistance and Its mechanisms in Fiber Reinforced Ceramic Matrix Composites
纤维增强陶瓷基复合材料抗氧化性能的改进及其机理
基本信息
- 批准号:12650895
- 负责人:
- 金额:$ 1.15万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
- 财政年份:2000
- 资助国家:日本
- 起止时间:2000 至 2001
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Creep and oxidation behavior of SiC/SiC composites were studied using macroscopic and microscopic experimental techniques and analysis methods in the past two years. To treat and analyze experimental data, a personal computer was bought in 2000. The results and achievements are summarized as follows.(1) Creep tests were carried out in both air and argon to study the effects of oxidation on creep deformation and damage. SEM and EPMA were used to observe microstructures and measure element distribution in fiber, matrix and interfaces between fiber and matrix before and during creep-oxidation tests. The partial unloading technique was used to measure Young's modulus during creep tests, which is a indirect detection method for damage.(2) Three methods for improving oxidation resistance were evaluated. It was found that the addition of glassy particulates in the matrix and glass-healing on surfaces are effective for improbement of oxidation and creep properties at high temperatures. The effects of the addition of glassy particulates in the matrix on creep crack growth were found. However, both of them were not effective at intermediate temperatures.(3) The modification of interphase, e. g., using BN to replace carbon coating, is a good method, but BN is still not promising coating materials for fibers.(4) It was found that stability of microstructure in fiber at high temperatures was also important on creep properties. This is why creep resistance of the composite in argon is lower than that in air if there is no severe oxidation on surfaces by glass-sealing.(5) Based on experimental results and theoretical analysis, a method was proposed for life prediction at creep-oxidation and how to improve oxidation resistance was pointed out.(6) The research results of this project were published on conferences and joumals. A few papers will be published in journals in the near future.
近两年利用宏观、微观实验技术和分析方法对SiC/SiC复合材料的蠕变和氧化行为进行了研究。为了对实验数据进行处理和分析,2000年购买了一台个人计算机。主要研究结果和成果如下:(1)在空气和氩气中进行蠕变试验,研究氧化对蠕变变形和损伤的影响。在蠕变氧化试验前和试验过程中,采用SEM和EPMA观察纤维、基体以及纤维与基体界面的微观结构并测量元素分布。采用部分卸载技术测量蠕变试验过程中的杨氏模量,是一种间接检测损伤的方法。(2)对三种提高抗氧化性能的方法进行了评价。研究发现,在基体中添加玻璃颗粒和在表面进行玻璃修复可有效改善高温下的氧化和蠕变性能。发现了在基体中添加玻璃颗粒对蠕变裂纹扩展的影响。然而,这两种方法在中间温度下都没有效果。(3)界面的改性,例如。例如,用BN代替碳涂层是一种很好的方法,但BN仍然不是有前途的纤维涂层材料。(4)发现纤维在高温下微观结构的稳定性对蠕变性能也很重要。这就是为什么在玻璃密封表面没有发生严重氧化的情况下,复合材料在氩气中的抗蠕变性能低于在空气中的原因。(5)基于实验结果和理论分析,提出了一种蠕变氧化寿命预测方法,并指出了如何提高抗氧化性能。(6)该项目的研究成果在会议和期刊上发表。近期将有几篇论文发表在期刊上。
项目成果
期刊论文数量(17)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
M. Mizuno, S. Zhu, and Y. Kagawa: "Creep and cyclic fatigue behavior of SiC/SiC composites"Ceramic Engineering and Science Proceedings. Vol. 21, No. 3. 433-444 (2000)
M. Mizuno、S. Zhu 和 Y. Kakawa:“SiC/SiC 复合材料的蠕变和循环疲劳行为”《陶瓷工程与科学论文集》。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
S.Zhu, Y.Kagawa: "Evaluation of creep behavior in SiC/SiC ceramic matrix composites"生産研究. 53・9. 466-469 (2001)
S.Zhu,Y.Kakawa:“SiC/SiC 陶瓷基复合材料的蠕变行为评估”生产研究 53・9(2001)。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
T.Ogasawara, T.Ishikawa, Y.Ohsawa, Y.Ochi, S.Zhu: "Tensile Creep Behavior and Thermal Stability of Orthogonal 3-D Woven Tyranno ZMI Fiber /Si-Ti-C-O Matrix Composites"J. Am. Carem. Soc.. 85・2. 393-400 (2002)
T.Ogasawara、T.Ishikawa、Y.Ohsawa、Y.Ochi、S.Zhu:“正交 3-D 编织 Tyranno ZMI 纤维/Si-Ti-C-O 基复合材料的拉伸蠕变行为和热稳定性”J。 .社会..85・2.393-400 (2002)
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
S. Zhu, and Y, Kagawa: "Evakution of creep behavior in SiC/SiC ceramic matrix composites"Seisan-Kenkyu. Vol. 53, No. 9・10. 466-469 (2001)
S. Zhu,Y,Kakawa:“SiC/SiC 陶瓷基复合材料的蠕变行为评估”Seisan-Kenkyu,第 53 卷,第 466-469 期(2001 年)。
- DOI:
- 发表时间:
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
- 通讯作者:
Y.Kaneko, S.Zhu, Y.Ochi, T.Ogasawara, T.Ishikawa: "Effect of frequency on fatigue behavior in Tyranno fiber-reinforced SiC composites"Ceramic Engineering and Science Proceedings. 22・3. 553-560 (2001)
Y.Kaneko、S.Zhu、Y.Ochi、T.Ogasawara、T.Ishikawa:“频率对 Tyranno 纤维增强 SiC 复合材料疲劳行为的影响”《陶瓷工程与科学论文集》22・3。 )
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