前驅(qū)體浸漬裂解過(guò)程中SiC/SiC復(fù)合材料微觀工藝應(yīng)力模擬研究

編號(hào)：FTJS09763

篇名：前驅(qū)體浸漬裂解過(guò)程中SiC/SiC復(fù)合材料微觀工藝應(yīng)力模擬研究

作者：宋有賀 張方舟 陳海坤 霍彩霞 李愛(ài)軍

關(guān)鍵詞： SIC/SIC復(fù)合材料 PIP工藝 工藝應(yīng)力 有限元模擬

機(jī)構(gòu)： 上海大學(xué)材料研究所/材料科學(xué)與工程學(xué)院 上海大學(xué)紹興研究院 航天材料及工藝研究所

摘要： 前驅(qū)體浸漬裂解工藝(PIP)是SiC/SiC復(fù)合材料的一種近凈成形制備方法,但前驅(qū)體裂解過(guò)程中產(chǎn)生的應(yīng)力阻礙了該工藝的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。本文構(gòu)建了一種化學(xué)-力學(xué)耦合模型來(lái)研究前驅(qū)體裂解過(guò)程中應(yīng)力的產(chǎn)生和演化機(jī)理。首先以反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型描述了前驅(qū)體的裂解過(guò)程;其次基于三相球模型建立了一個(gè)解析模型計(jì)算基體的均勻化力學(xué)性質(zhì);最后結(jié)合上述模型構(gòu)建了有限元模型,在微觀尺度模擬計(jì)算了代表性體積單胞(RVC)內(nèi)的工藝應(yīng)力演變。結(jié)果表明:基體在貧基體的界面處承受顯著的環(huán)向拉伸應(yīng)力;對(duì)于由純前驅(qū)體組成的基體,基體內(nèi)的工藝應(yīng)力主要是由裂解過(guò)程引起的化學(xué)收縮導(dǎo)致的,受溫度引起的熱膨脹影響較小;隨著PIP循環(huán)次數(shù)的增加,化學(xué)收縮和熱膨脹的角色發(fā)生互換。