發(fā)布時(shí)間：2021-03-10 18:11

　　為提高對(duì)SiC_f/SiC復(fù)合材料在服役中失效機(jī)制的理解以及更合理地設(shè)計(jì)該類材料,通過聲發(fā)射探測(cè)結(jié)合兩種力學(xué)加載實(shí)驗(yàn)對(duì)該材料的損傷過程進(jìn)行了評(píng)估與分析,并利用光學(xué)顯微鏡和掃描電子顯微鏡等手段對(duì)其損傷狀態(tài)的演變進(jìn)行了詳細(xì)的表征和總結(jié)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,聲發(fā)射技術(shù)可有效評(píng)估SiC_f/SiC復(fù)合材料的損傷程度,并用以分析特定加載應(yīng)力水平下的損傷發(fā)展。研究表明:裂紋在較低的加載應(yīng)力下（<80 MPa）易在材料的原生缺陷附近或多種組分的邊界處萌生,但對(duì)材料自身強(qiáng)度影響較小;較高的加載應(yīng)力（≥100 MPa）則會(huì)使材料產(chǎn)生大尺度開裂,并與纖維發(fā)生相互作用進(jìn)而降低材料的穩(wěn)定性。SiC_f/SiC復(fù)合材料在遞增的加載應(yīng)力下會(huì)產(chǎn)生5種開裂形式以及纖維的斷裂拔出和界面的脫粘等損傷行為。 

【文章來源】：材料科學(xué)與工藝. 2020,28(03)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：9 頁(yè)

【部分圖文】：

SiCf/SiC復(fù)合材料的顯微結(jié)構(gòu)

試樣的配置以及顯微觀察區(qū)域

與Mei[23]所研究的二維Cf /SiC在單調(diào)拉伸中的聲發(fā)射活動(dòng)自加載初始就產(chǎn)生的情況不同,本研究的SiCf /SiC復(fù)合材料在只有達(dá)到損傷形成的“最小”應(yīng)力(σmini)即23 MPa時(shí),采集系統(tǒng)才開始記錄AE信號(hào),表明后者產(chǎn)生損傷的條件更高。σonset和σmini的具體含義可見表1,以便更好地理解后面的討論。從單值A(chǔ)E能量的分布中可觀測(cè)到,在S1附近產(chǎn)生了若干高能AE事件,該現(xiàn)象與較大的損傷形成相關(guān),例如橫向基體裂紋在樣品橫截面擴(kuò)展了相當(dāng)?shù)木嚯x。許多新的低能量的AE源(如微裂紋或界面脫粘)自S1到S2形成,進(jìn)一步加劇了材料內(nèi)部的損傷情況,這可從較高的累積事件數(shù)增長(zhǎng)率和較低的累積能量增長(zhǎng)率中得出。S3附近出現(xiàn)了更多的高能AE事件,歸咎于許多新的大型橋聯(lián)基體裂紋的產(chǎn)生和擴(kuò)展,表明材料內(nèi)部嚴(yán)重的損傷程度。S4附近記錄的更高能量(>500 mV2)的AE事件導(dǎo)致累積AE能量的顯著增加,說明材料中形成了更嚴(yán)重的損傷,如貫穿性裂紋和/或纖維斷裂等。材料自S4到最終失效累積AE能量增加了近40%,根據(jù)Morscher[22]關(guān)于二維編織MI-SiCf /SiC復(fù)合材料在單調(diào)拉伸中聲發(fā)射行為的研究,由于累積AE能量增速并未趨于零,表明材料內(nèi)部的裂紋分布并未達(dá)到飽和。表1 聲發(fā)射確定的各特定應(yīng)力的含義Table 1 Definition of specific stress determined by AE 應(yīng)力水平 含義 σmini 損傷開始形成時(shí)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力 σonset 較大損傷(如大裂紋的萌生和擴(kuò)展等)產(chǎn)生時(shí)對(duì)應(yīng)的應(yīng)力

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3075059