分形维数和弹性模量衰减表征2D-C/SiC的拉伸蠕变损伤

摘要

真空条件对2D-C/SiC复合材料在1300℃和1500℃进行了高温拉伸蠕变试验,蠕变进行到0、0.5h、2h、10h、25h、50h中断试验,用SEM观察表面形貌,用盒维数法计算试样表面裂纹的分形维数;同时测量试样的弹性模量.结果表明,由于2D-C/SiC特有的蠕变损伤形式,所形成的损伤尺度都较短,其分形维数介于0～1之间.用分形维数和弹性模量衰减都可表征2D-C/SiC的蠕变损伤,两种损伤参量所描述的蠕变损伤总的发展趋势基本一致,即蠕变开始阶段损伤发展较快,随后进入缓慢发展的第二阶段.在第二阶段中,分形维数表征的损伤持续单调增加;而用弹性模量衰减表征的损伤在该阶段出现先下降随后升高的现象.以基体裂纹为主要损伤形式的条件下,分形维数主要反映蠕变试样局部的损伤,而弹性模量衰减反映的是蠕变试样整体的损伤.