| 陈俊,佀明森,张人发,彭樟保,毛卫国*,马青松*,方岱宁.高温下C/SiC复合材料弯曲断裂性能实时测试和微观结构表征分析[J].实验力学,2016,31(2):243~252 |
| 高温下C/SiC复合材料弯曲断裂性能实时测试和微观结构表征分析 |
| In-situ Measurements of Bending Fracture Behavior and Microstructure Analysis of C/SiC Composites under High Temperatures |
| 投稿时间：2015-08-12 修订日期：2015-09-24 |
| DOI：10.7520/1001-4888-15-139 |
| 中文关键词: C/SiC复合材料 数字图像相关技术 断裂测试 1600℃高温环境 |
| 英文关键词:C/SiC composites digital image correlation fracture tests high-temperature environment |
| 基金项目:国家自然科学基金(No.11102177)、湖南省自然科学基金杰出青年基金(No.14JJ1020)和国家重大科学仪器设备开发专项(2012YQ030075)资助 |
| 作者 | 单位 | | 陈俊 | 1.湘潭大学材料科学与工程学院, 湖南湘潭 411105
2.“薄膜材料及器件”湖南省重点实验室, 湘潭大学, 湖南湘潭 411105 | | 佀明森 | 1.湘潭大学材料科学与工程学院, 湖南湘潭 411105
2.“薄膜材料及器件”湖南省重点实验室, 湘潭大学, 湖南湘潭 411105 | | 张人发 | 1.湘潭大学材料科学与工程学院, 湖南湘潭 411105
2.“薄膜材料及器件”湖南省重点实验室, 湘潭大学, 湖南湘潭 411105 | | 彭樟保 | 1.湘潭大学材料科学与工程学院, 湖南湘潭 411105
2.“薄膜材料及器件”湖南省重点实验室, 湘潭大学, 湖南湘潭 411105 | | 毛卫国* | 1.湘潭大学材料科学与工程学院, 湖南湘潭 411105
2.“薄膜材料及器件”湖南省重点实验室, 湘潭大学, 湖南湘潭 411105 | | 马青松* | 国防科技大学新型陶瓷纤维及其复合材料重点实验室, 湖南长沙 410073 | | 方岱宁 | 北京理工大学, 北京 100081 |
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| 中文摘要: |
| 采用先驱体浸渍裂解法制备三维编织的C/SiC复合材料，利用自主研发的高温散斑制作技术和改进的三维变形光学测试系统，基于数字图像相关技术测试原理，在高温小尺度下实时表征分析C/SiC复合材料的力学性能。运用X射线衍射和扫描电子显微镜测试分析了材料高温氧化情况、显微组织结构及裂纹扩展情况。研究表明：温度对C/SiC复合材料的性能有很大的影响。随着温度的升高，材料由脆性断裂逐渐转变为韧性断裂；材料的断裂韧性由7.98±0.12MPa·m1/2减小到2.76±0.11MPa·m1/2，断裂强度从251.40±2.71MPa减小到86.94±1.82MPa。本文为掌握C/SiC复合材料的高温失效机理提供了一种有效的实验测试技术和方法。 |
| 英文摘要: |
| In the present work, the carbon fiber reinforced silicon carbide matrix (C/SiC) composites were prepared by the precursor infiltration and pyrolysis method. The corresponding fracture characteristics of C/SiC composites were studied by combining single edge notch beam and digital image correlation (DIC) techniques at elevated temperatures. The full/local displacement, strain and cracking information of C/SiC composites can be real time monitored and recorded by DIC technique with our developed special speckle patterns at 1500℃ and 1600℃. The results show that the fracture toughness of C/SiC composites decreases from 7.98±0.12MPa·m1/2 to 2.76±0.11MPa·m1/2 with the increasing of experimental temperatures. And their crack strength decreases from 251.40±2.71MPa to 86.94±1.82MPa. The high-temperature oxidation, microscopic structure, and cracking growth of C/SiC composites were analyzed by X-ray diffraction and scanning electron microscope. The proposed experimental test method is useful for investigating the high-temperature mechanical characteristics of advanced C/SiC materials and failure mechanisms under different temperatures. |
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