人工心瓣用热解炭断裂韧性研究及断口形貌分析

摘要

人工心瓣中常用材料主要是包覆在石墨基体上的热解炭.为研究人工心瓣用热解炭材料断裂韧性,采用MTS电动力学测试系统,对石墨、纯热解炭及不同厚度热解炭包覆石墨复合材料4种DC(T)圆盘样品进行紧凑拉伸实验,利用实验所得数据绘制载荷-位移(P-V)曲线,根据ASTM标准E399规定的方法确定临界载荷值以及计算断裂韧性值,并对样品断口形貌进行显微观察.结果表明:两种热解炭包覆石墨复合材料断裂韧性值大于纯热解炭以及石墨的相应值,石墨断裂韧性值大于纯热解炭断裂韧性值;在热解炭包覆石墨复合材料中,涂层与基体厚度比值大的对应断裂韧性值反而小;显微观察热解炭断口较为平整,石墨断口较为粗糙,且热解炭及石墨在裂纹扩展区以及过载断裂区的断口形貌基本上是一致的.