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三维编织SiO_2基复合材料的断裂韧性研究

陈虹  程之强  贾光耀  于水  罗文辉  张联盟  
【摘要】:三维编织SiO2复合材料是一种新型陶瓷基复合材料。比传统的石英陶瓷具有更优越的力学性能,特别表现在材料的断裂韧性方面。材料的断裂韧性指的是在预制裂纹处材料抵抗裂纹产生(失稳扩展起始)和抵抗裂纹延伸(传播)的能力。它是材料的重要力学性能指标,可为设计、使用材料提供依据。本文对SiO2复合材料的断裂韧性进行了研究和分析,结果表明三维织物增强SiO2复合材料的断裂韧性值(4.2-5.7 MPa·m1/2)不但远远高于单相熔融石英的断裂韧性值(1.0 MPa·m1/2),而且还远远高于短切SiO2纤维增强SiO2复合材料的断裂韧性值(1.3-1.63 MPa·m1/2),说明三维编织SiO2复合材料具有极好的抵抗裂纹扩展的能力。由复合材料的显微结构的观察结果可知,基体与纤维界面的脱黏和纤维的拔出吸收了大部分的断裂能量,导致该材料具有较高的强度,并且具有非脆性断裂的特征。

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