反应烧结法制备SiC_((w))/SiC光学结构件复合材料

本文研究目的是制备一种与RB-SiC反射镜镜坯材料力学、热学性能匹配的高断裂韧性的镜框等光学构件材料(SiC(w)/SiC)。利用反应烧结法制备了SiC晶须增强SiC陶瓷复合材料(SiC(w)/SiCCMC)。测试了SiC(w)/SiC复合材料的主要力学性能和热学性能。结果表明,采用反应烧结法制备的SiC(w)/SiC复合材料具有良好的综合性能,其弯曲强度为243MPa;裂韧性值(KIC)从4.49MPa.m1/2提高到6.43MPa.m1/2,提高了43.2%;其热导率(125.3W/m·K)与RB-SiC陶瓷(119.3W/m·K)的热导率接近。初步探讨认为,SiC晶须的拔出、桥连现像和新生纳米SiC颗粒的存在是SiC(w)/SiC复合材料的主要增韧机理。

SiCp/Al复合材料断裂韧性的影响因素及思考

本文着重阐述了SiCp/Al复合材料断裂韧性的影响因素,其影响因素有增强相的尺寸、形状以及含量,热处理工艺,基体与增强相具有不同的膨胀系数,金属基体的化学成份等,笔者在前人研究的基础上提出了几点设想.

SiC／Si3N4复合陶瓷的断裂韧性与显微结构

介绍了SiC质量分数为5%、15%、25%时,自蔓延燃烧合成SiC-Si3N4复合材料硬度、断裂韧性性能测试及分析对比,实验结果显示,SiC质量分数为15%时,复合材料性能较好。同时比较了上述复合材料与同样质量分数的机械混合粉制备的SiC-Si3N4材料性能,结果显示混合粉制备的复合材料性能优于直接合成复合材料的性能。通过对陶瓷材料的显微结构分析,讨论材料的强化机制。

Nicalon SiC/7740复合材料及其断裂韧性的研究

本研究采用泥浆浸渗技术和热压成形工艺成功地制得了Nicalon SiC束纤维强化7740玻璃复合材料。在热压温度1200℃,压力6.7MPa,持压1h,用氮作保护气体的条件下,材料抗弯强度达780MPa,K_(1c)达25MPam^(1/2)(取p_Q=p_(max))。还研究了纤维体积含量V_f与K_(1C)的关系。实验表明:随着V_f的增加,K_(1C)增加,当V_f达到40％左右时,K_(1C)达到最大值,尔后随V_f增加而降低。本文对复合材料热压致密化机制和V_f对K_(1C)的影响进行了讨论。

基于Al_(2)O_(3)/环氧树脂复合材料的盆式绝缘子在役态裂纹萌生及失效断裂机制研究

本文首先总结了近年盆式绝缘子失效破坏的一般规律和特征,然后截取典型失效区域试样,分析基体微观组织形貌和失效断口的形貌特征,最后采用纳米压痕力学技术对复合材料异质界面微观力学性能进行表征分析,阐释基于Al_(2)O_(3)/环氧树脂复合材料的裂纹萌生及失效断裂机制。结果表明:环氧树脂基体的断裂韧性值约为0.55 MPa·m^(1/2),在载荷作用下裂纹从环氧树脂基体中萌生,并不断扩展,当遇到高强度的Al_(2)O_(3)颗粒时因受阻而发生偏转,并沿着颗粒与基体的界面快速扩展。

碳化硅-二硼化钛复合材料断裂行为影响因素的分析

采用无压烧结工艺,研究试样的成分配比、加工尺寸对碳化硅-二硼化钛复合陶瓷断裂行为的影响。研究结果表明:在烧结过程中没有新相产生,整个过程是一个固相烧结过程。在实验范围内,碳化硅-二硼化钛复合材料的抗弯强度随着其中二硼化钛含量的增加而随之降低。相同加工尺寸碳化硅-二硼化钛复合材料的断裂韧性随着二硼化钛含量的增加而降低。相同成分配比碳化硅-二硼化钛复合材料的断裂韧性随着试样尺寸减小而降低。

B_(4)C-Al_(2)O_(3)复合陶瓷的增韧机理

在碳化硼(B_(4)C)陶瓷中加入第二相Al_(2)O_(3),研究其对B_(4)C陶瓷断裂韧性的影响和B_(4)C-Al_(2)O_(3)复合陶瓷的增韧机理。结果表明,在B_(4)C陶瓷中引入第二相Al_(2)O_(3)使B_(4)C陶瓷的断裂韧性提高。Al_(2)O_(3)加入量为40%(质量分数)的B_(4)C-Al_(2)O_(3)复合陶瓷,其断裂韧性达到最大值4.96 MPa·m^(1/2)。B_(4)C-Al_(2)O_(3)复合陶瓷的增韧机理是,在B_(4)CAl_(2)O_(3)复合陶瓷中裂纹的扩展过程中Al_(2)O_(3)晶粒形成了解理结构。这种解理结构,延长了裂纹扩展的路径和消耗了部分裂纹扩展能。同时,Al_(2)O_(3)晶粒与B_(4)C晶粒之间因热膨胀失配而产生了残余应力。虽然B_(4)C晶粒内的压应力有利于抑制裂纹的扩展,但是B_(4)C晶粒与Al_(2)O_(3)晶粒的相界处产生的张应力在一定程度上弱化相界的结合而使部分裂纹在扩展过程中沿晶扩展出现偏转,从而使B_(4)C-Al_(2)O_(3)复合陶瓷的断裂韧性提高。