几何因素对Si3N4／BN层状复合材料力学性能的影响

摘要

Ｓｉ３Ｎ４基层状复合材料通过引入多层结构及弱分隔层（ＢＮ）提高了Ｓｉ３Ｎ４陶瓷的韧性。而且提高的幅度受几何因素的影响，比如：层厚和层厚比。研究了此种层状材料的力学性能随几何因素变化的影响。随着层厚比（基体层厚度／分隔层厚度）的增加，Ｓｉ３Ｎ４／ＢＮ层状材料的强度和韧性都增加，但增加幅度不同。当层厚比大于４～５时，断裂功不再增加；而当层厚比大于１０时，强度也不再增加。层厚也是比较重要的一个参数，保持层厚比不变，随着层厚的增加韧性先降低后增加，而强度一直增加。因此，通过研究发现，基体层（Ｓｉ３Ｎ４）厚度为１００～１２５μｍ，分隔层厚度为１０～２０μｍ为最佳几何参数。