陶瓷基复合材料(C/SiC、SiC/SiC)的力学性能

摘要

本文研究陶瓷基复合材料CMC(C/SiC、SiC/SiC)的力学性能有两个重要特点,其一为使用环境为高温,其二是材料具有各向异性、不均匀性和不连续性.已有的研究表明,陶瓷基复合材料还具有明显的体积(尺寸)效应,不象传统材料那样具有特定的断裂标志.因此其力学性能的测试、表征和评价均与传统材料有很大不同.组成陶瓷基复合材料(CMC)的各组分材料的单独性能和复合态的性能是不同的,很难预测CMC受力时的响应.CMC在受力直至失效时,通常包含几种不同的损伤机理,以及几种机理的交互作用.纤维编织构成的复杂三维状态对性能影响很大;实际上制造过程中已在CMC内遗留下残余应力,这种残余应力已经使材料有了原始损伤.陶瓷基复合材料的一个重要特征是在受力变形中,基体先于纤维开裂,纤维架桥于开裂的基体之上,使得在应力和应变集中的场所应力重新得到分布.变形中的非弹性应变可消除应力集中和减小小尺度的缺陷的影响。