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科技前沿

光电所在碳纳米管增强反应烧结碳化硅复合材料研究中取得进展
来源:中国科学院  2016-06-27 09:24:54
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原文:http://www.chinacompositesexpo.com/cn/news.php?show=detail&c_id=288&news_id=3262  空间应用技术的发展对空间光学系统提出更高的要求,近几年,碳化硅反射镜的发展格外引人注目。碳化硅陶瓷本身具有较大脆性,增韧补强反应烧结碳化硅复合材料是其得以在苛刻的空间环境中更为广泛应用的基础。
  中国科学院光电技术研究所轻量化中心在碳纳米管增强反应烧结碳化硅复合材料研究中取得新进展:采用碳包覆碳纳米管,渗硅过程中原位反应生成SiC包覆层,可有效地保护碳纳米管,从而增韧补强碳化硅。相关结果发表于近期的Ceramics International 42(2016) 351-356。
  该研究中采用酚醛树脂裂解碳与Si原位反应在碳纳米管表面生成SiC包覆层,制备不同含量的碳纳米管(MWCNTs)增强反应烧结碳化硅(RBSiC),复合材料的抗弯强度从236MPa提高至365MPa,断裂韧性从3.8MPam1/2提高至6.9MPam1/2。该研究中碳化硅复合材料的断裂韧性远远高于文献报道的有关碳化硅晶须、碳纤维增强反应烧结碳化硅复合材料。利用扫描电子显微镜观察断口以及裂纹扩展,分析复合材料的增韧补强机理主要是碳纳米管的拔出、偏转与桥接。如此综合性能优良的碳化硅复合材料将来可以用于光机结构件的制备。

 
图1 复合材料的力学性能随着碳纳米管含量变化图
 
 
图2 复合材料断口的扫描电镜照片 

 
图3 复合材料裂纹扩展过程中碳纳米管的桥接与偏转
文章来源:http://www.chinacompositesexpo.com/cn/news.php?show=detail&c_id=288&news_id=3262