不同界面SiC/SiC复合材料的断裂行为研究

发布时间：2024-04-20 01:57

　　碳化硅纤维增强碳化硅复合材料(SiC/SiC)是极具前景的高温结构材料。通过先驱体浸渍裂解(PIP)工艺分别制备了PyC界面和CNTs界面SiC/SiC复合材料,对两种SiC/SiC复合材料的整体力学性能以及界面剪切强度等进行了测试表征,并对材料中裂纹的产生与扩展进行了原位观测。结果表明,两种界面SiC/SiC复合材料弯曲强度相近,但PyC界面SiC/SiC复合材料的断裂韧性约为CNTs界面SiC/SiC复合材料的两倍。在PyC界面SiC/SiC复合材料中,裂纹沿纤维–基体界面扩展,PyC涂层能够偏转或阻止裂纹,材料呈现伪塑性断裂特征;而在CNTs界面SiC/SiC复合材料中,裂纹在扩展路径上遇到界面并不偏转,初始裂纹最终发展为主裂纹,材料呈现脆性断裂模式。

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【部分图文】：

图1PyC(a)和CNTs(b)界面层的微观形貌

图2SiC/SiC复合材料的载荷–位移曲线

图3SiC/SiC复合材料的断口形貌

显的纤维拔出,且拔出数量和长度相当可观(图3(a)),说明裂纹在界面相中发生了有效的分岔和偏转,从而使裂纹尖端应力场得到很好地消散,消耗了大量的断裂功,显著改善了复合材料的断裂韧性。此外,PyC涂层也有明显的撕裂和剥落等破坏现象(图3(b)),说明裂纹在PyC平行于纤维轴向的层状....

图4双悬臂梁样品压缩加载示意图

本文编号：3958704