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2D编织C/SiC复合材料厚度方向热传导系数预测

聂荣华  矫桂琼  王波  
【摘要】:根据二维编织C/SiC复合材料的细观结构及其制备工艺特点,提出了一种预测该材料编织布厚度方向热传导系数的单胞模型。模型简化了编织结构纱线的实际构型,充分考虑了编织结构复合材料由于CVI工艺制备陶瓷基复合材料产生的孔洞对热传导系数的影响。考虑了编织布叠层顺序对叠层厚度热传导系数的影响,得到了二维编织C/SiC复合材料的厚度方向热传导系数的范围。利用单胞模型预测了二维编织C/SiC的结构参数、纤维体积含量、孔洞含量对复合材料厚度方向热传导系数的影响规律,结果表明:随着纤维束扭结处产生间隙与纱线宽度比值的增大,厚度方向热传导系数减小;当其他参数不变时,随着纤维体积含量的增大,厚度方向热传导系数反而下降;随着孔洞体积含量的增加,厚度方向热传导系数也出现了下降的趋势。利用Hotdisk热测量仪采用瞬变平面热源法测试了二维编织C/SiC复合材料沿厚度方向和面内的热传导系数,试验结果与模型预测结果吻合较好。

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