核用钽/铌内衬SiC/SiC复合材料管件的拉伸与耐压性能

摘要

研究金属内衬的SiC/SiC复合材料管件的抗拉强度和爆炸特性等力学性能。采用铌或钽为内衬层,通过缠绕及不同的PIP工艺制备一系列SiC/SiC复合材料管件。在室温与1200℃下测量不同管件的抗拉强度,通过测量最大耐水压强度表征管件的爆炸特性,并利用扫描电镜观察断口显微形貌。结果发现,室温下金属内衬SiC/SiC复合材料管件的最大抗拉强度可达150.7 MPa;随着PIP周期从1增加到4,管件的爆炸性能增加,4个PIP周期的管件最大耐水压强度可达34.7 MPa。与单层结构的金属管件相比,由SiC/SiC复合材料层与金属内衬结合的管件具有更好的拉伸与耐压性能。PIP周期与热解炭涂层等不同工艺是提升金属内衬SiC/SiC复合材料管件力学性能的重要因素。然而,在1200℃时管件的抗拉强度保留率仅为18.5%。