一种应力水蒸气环境下单向陶瓷基复合材料内部氧化形貌预测方法

1.一种应力水蒸气环境下单向陶瓷基复合材料内部氧化形貌预测方法,其特征在于,包括以下步骤：(1)确定单向陶瓷基复合材料基体裂纹数：考虑热残余应力,根据拉伸应力作用下基体承受的应力,计算单向陶瓷基复合材料基体中裂纹数随应力的变化规律；(2)确定裂纹宽度变化规律：考虑残余应力及基体所承担的拉伸应力,根据基体原始裂纹宽度,预测裂纹宽度随应力的变化趋势；(3)确定氧化反应中生成CO和H2的比值范围,基于双分子扩散系数的理论方程推导出气体三元扩散公式,计算水蒸气在CO和H2混合气体中的扩散系数；(4)通过试验测出实际氧化反应中生成CO和H2的具体比值；(5)确定陶瓷基复合材料内部氧化形貌：综合考虑SiC的氧化和退化,构造SiC基体和纤维上SiO2层厚度随时间的变化关系,基于传质学理论,建立复合材料应力-氧化过程中微裂纹扩散阶段和界面扩散阶段的氧化动力学方程,结合边界条件,求得水蒸气浓度场,进而得到考虑应力作用的碳界面消耗长度与碳化硅纤维和基体在裂纹处的氧化物厚度变化规律,从而确定陶瓷基复合材料在任意时间下的内部氧化形貌。