《表5 燃烧实验参数[59-60]》

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《国外航空发动机用SiC_f/SiC复合材料的材料级性能测试研究进展》

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燃气环境下，SiCf/SiC复合材料的疲劳、蠕变性能及退化机制与空气环境下存在明显的差异。美国空军研究实验室和空军技术学院设计了一种机械加载耦合燃气环境的实验装置（如图3所示[59]），并对Hi-Nicalon S纤维增强的SiCf/BN/SiC MI复合材料进行了燃气环境下的疲劳、蠕变性能测试（燃烧实验参数见表5），同时与高温空气环境下的性能进行了对比[59-60]。实验结果表明，试样在燃气环境下的性能退化更严重，如在125MPa的施加应力下，高温空气中的疲劳寿命为58838个周期，而燃气环境下仅为8329个周期；蠕变寿命在燃烧环境中下降了约86%。其原因是燃气环境中的水蒸气含量大大高于空气环境，加速了BN界面层的氧化；同时在燃烧火焰的灼烧下，试样正面产生了压缩应力，背面产生了拉伸应力，这些局部存在的热应力降低了基体裂纹形成和扩展的应力阈值，导致基体更易产生裂纹，为氧的扩散提供了通道，加剧了复合材料性能的退化。