短碳纤维增强Ti5Si3–TiC复合材料

引入TiC颗粒和涂层短碳纤维，高温力学性能和抗热震性显著提升。

Xiong, Yi · Wang, Wanli · 叶政 · 杨健 · Zhao, Yue · 黄继华

Materials Science & Engineering A: Structural Materials: Properties, Microstructure and Processing 2024

参数信息

断裂韧性

9.32 MPa m^1/2

抗弯强度（室温）

531 MPa

抗弯强度（1000 °C）

299 MPa

抗弯强度（1200 °C淬火后）

138.4 MPa

技术优势

韧性大幅提升

引入TiC颗粒和涂层纤维后，断裂韧性较单相Ti5Si3提高261.2%，归因于纤维拔出、脱粘、裂纹偏转和桥接等机制的协同作用。

高温强度高

1000 °C下抗弯强度达到299 ± 43 MPa，较单相Ti5Si3提升128.2%，适合高温承载应用。

抗热震性强

从1200 °C淬火后抗弯强度仍达138.4 ± 15 MPa，较单相Ti5Si3提升295.4%，显示出优异的抗热震性能。

应用场景

• 高温结构件：高温承载部件，如燃气轮机热端结构，利用其高温强度和韧性。
• 航空航天热防护：航空航天热防护系统，承受气动加热和热循环。
• 抗热震部件：经受急冷急热的部件，如发动机排气部件，利用其淬火后残余强度。