短切碳纤维增强氧化铝复相陶瓷力学性能及抗冲击性能研究

摘要

本文利用传统的氧化铝陶瓷制作工艺制作了碳纤维/氧化铝复相陶瓷。为防止碳纤维在高温环境下被过度氧化,分别在碳纤维表面制作一层碳粉防护层和碳化硅防护层。探究碳纤维添加含量对C_(sf)/Al_(2)O_(3)复相陶瓷以及C_(sf)/SiC/Al_(2)O_(3)复相陶瓷的力学性能及抗冲击性能的影响规律。搭建了落锤冲击试验平台,并对C_(sf)/SiC/Al_(2)O_(3)复相陶瓷进行冲击试验。结果表明:C_(sf)/Al_(2)O_(3)复相陶瓷和C_(sf)/SiC/Al_(2)O_(3)复相陶瓷的最大抗弯强度和断裂韧性相差不大,抗弯强度和断裂韧性分别在碳纤维含量为0.3%和0.1%时最大,为321.78 MPa和6.98 MPa·m^(1/2),相较于纯氧化铝陶瓷分别提高了35%和45.2%。在落锤冲击过程中,C_(sf)/SiC/Al_(2)O_(3)复相陶瓷的抗冲击性能提高了4.15%,载荷峰值提高了10.05%。