三维编织SiO₂基复合材料的断裂韧性研究

【作者】 陈虹； 程之强； 贾光耀； 于水； 罗文辉； 张联盟；

【机构】 武汉理工大学； 山东工业工业陶瓷研究设计院；

【摘要】 三维编织Si O₂复合材料是一种新型陶瓷基复合材料。比传统的石英陶瓷具有更优越的力学性能,特别表现在材料的断裂韧性方面。材料的断裂韧性指的是在预制裂纹处材料抵抗裂纹产生（失稳扩展起始）和抵抗裂纹延伸（传播）的能力,它是材料的重要力学性能指标,可为设计、使用材料提供依据。本文对Si O₂复合材料的断裂韧性进行了研究和分析,结果表明三维织物增强Si O₂复合材料的断裂韧性值(4.2⁵.7MPa·m^1/2)不但远远高于单相熔融石英的断裂韧性值(1.0MPa·m^1/2),而且还远远高于短切Si O₂纤维增强Si O₂复合材料的断裂韧性值(1.3¹.63MPa·m^1/2),说明三维编织Si O₂复合材料具有极好的抵抗裂纹扩展的能力。由复合材料的显微结构的观察结果可知,基体与纤维界面的脱粘和纤维的拔出吸收了大部分的断裂能量,导致该材料具有较高的强度,并且具有非脆性断裂的特征。更多还原