声发射法监测碳化硅纤维增强铝复合材料断裂过程

本文是利用声发射仪监测束丝碳化硅纤维增强铝复合材料断裂过程的研究报告。 在衰减参数为1×6db及振铃计数率为10~4/秒条件下,复合材料在拉伸过程中产生的声发射,其主要机理是碳化硅纤维的断裂。 对比SiC/Al复合材料、纯铝及铝合金三种材料的声发射计数率与应力——应变的关系曲线,发现复合材料的曲线只有按指数规律上升的一段,而没有纯铝及铝合金那样的延续段,表明复合材料是脆性断裂。SiC纤维是逐渐地而不是同时地断裂的。这样的断裂过程正是复合材料的强度具有离散性及往往低于ROM计算值的原因之一。 当应变值约等于断裂应变的60～80％时,声发射计数率急剧增大,表明这时复合材料已处于即将破断的不稳定状态,在结构设计及产品检验时可作参考。     

用粉浆法制造SiC/Al复合材料

 用Nicalon SiC纤维进行SiC/Al复合材料研究的结果表明,Al对该纤维的润湿性很差。其次,该纤维会与Al发生化学反应损伤纤维从而使其强度下降。因此,寻找一种低温固态复合工艺,如粉浆法,是必要的。粉浆法可避开液态Al不润湿SiC纤维的不利因素,又可降低化学反应速度,从而减少对纤维的化学损伤;此法可在常温下预成形因而可将玻璃的缠绕成型工艺移植到金属基复合材料。     

SiC纤维增强镍钴合金复合材料界面反应的研究

采用粉末悬浆-热压烧结法制备复合材料试样,研究了SiC纤维与NiCo合金之间的界面反应动力学,并对界面反应机理进行了探讨。     

SiC/Al复合材料的热膨胀系数

Nicalon SiC在301～1123K之间的平均热膨张系数为2.94×10~(-6)K~(-1),低于纯SiC的热膨胀系数。Nicalon SiC/Al复合材料的轴向膨胀系数随纤维体积分数的增加而减小。当纤维体积分数从0.13增加到0.34时,在323～773K的平均热膨胀系数由4.31×10~(-6)K~(-1)降为3.24×10~(-6)K~(-1)。在同一温度区间,相同纤维体积分数的Nicalon SiC/Al复合材料的离轴膨胀系数,随离轴角增大而增大,实测值与理论值大体相符。     

声发射法监测碳化硅-铝在加载和恒载下的断裂过程

本文比较详细地阐述了碳化硅纤维增强铝复合材料在加载与恒载下的声发射过程和特征。通过加载试验,发现复合材料的声发射计数率与应力-应变的关系曲线只有指数规律上升的一段,而没有象金属的那种延续段,从而表明复合材料是脆性断裂,同时表明SiC纤维是逐渐地而不是同时地断裂。这正是复合材料强度具有离散性及往往低于ROM计算值的原因之一。 为了研究复合材料的承载强度余量及许用应力的选取,做了恒载下的声发射试验。根据恒载下声发射的收敛性和声发射振铃计数脉冲出现时间间隔不断增长的趋势,判断材料承载强度余量的稳定状态以及验证许用应力选取方法的可取性,同时提出了混合物定则(ROM)的修正公式。     

铝-碳化硅相互作用对纤维强度的影响

本文测试了液态法知固态法制造的SiC/A1复合材料的萃取纤维强度,发现SiC纤维与铝接触后强度明显下降.温度愈高、时间愈长,强度损失愈严重。强度下降的原因可能是铝与纤维表层的游离碳和SiO_2反应后在表面留下凹坑或脆性化合物所致。