二维编织C/SiC复合材料

高温下离轴增韧

离轴拉伸强度随温度升高而提升，与轴上行为相反，为复合材料的高温多轴承载设计提供了新选择。

Jun, Wu · Lu, Fangzhou · Xu, Peifei · Rui, Jing · 张大海 · 费庆国

Ceramics International 2025

参数信息

轴上拉伸强度(25 °C)

298.7 MPa

轴上拉伸强度(900 °C)

259.5 MPa

离轴拉伸强度(25 °C)

146.9 MPa

离轴拉伸强度(900 °C)

197.6 MPa

轴上强度随温度下降幅度

13.1 %

离轴强度随温度上升幅度

34.5 %

技术优势

离轴强度高温不减反增

离轴方向主要由基体承载，高温下基体热强化效应占主导，强度随温度升高而增大34.5%。

失效机制随温度转变

从纤维断裂为主转变为基体/界面主导，使高温下损伤演化更可控，避免突发脆断。

离轴强度低的原因明确

基体效应和剪切耦合导致离轴强度低于轴上，该机制为通过界面设计提升离轴性能提供方向。

应用场景

• 高温热结构：可用于高温多轴承载的C/SiC构件设计，利用离轴方向热强化特性优化铺层。
• 陶瓷基复合材料：提供了面向陶瓷基复合材料的高温力学性能演化与失效机制数据。
• 高超声速热防护：可用于高超声速飞行器热防护结构中承受多轴载荷的部件选材与强度校核。
• 航空发动机热端部件：为航空发动机热端部件在复杂应力状态和高温下的强度评估提供数据支撑。