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2D-SiC_(f)/SiC复合材料层间Ⅰ型断裂试验及表征
1
作者
师维刚
张超
+2 位作者
李玫
王晶
张程煜
《无机材料学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第1期45-50,共6页
二维编织碳化硅纤维增强碳化硅复合材料(2D-SiC_(f)/SiC)在航空领域中得到广泛使用,然而该材料层间强度低,使其易萌生层间裂纹,引起分层破坏。为此,本工作采用楔形双悬臂梁法(W-DCB)和悬臂梁法(DCB)开展了层间Ⅰ型断裂试验,获得了2D-SiC...
二维编织碳化硅纤维增强碳化硅复合材料(2D-SiC_(f)/SiC)在航空领域中得到广泛使用,然而该材料层间强度低,使其易萌生层间裂纹,引起分层破坏。为此,本工作采用楔形双悬臂梁法(W-DCB)和悬臂梁法(DCB)开展了层间Ⅰ型断裂试验,获得了2D-SiC_(f)/SiC的层间裂纹驱动的加载数据,得到了其裂纹端口张开力及张开位移变形曲线。在试验加载过程,通过光学显微镜监测了视觉裂纹扩展过程,探究了2D-SiC_(f)/SiC的层间I型裂纹扩展规律。结合理论分析和裂纹视觉特征解释了加载曲线拐点及其他特征点的断裂力学含义。利用扫描电子显微镜分析了2D-SiC_(f)/SiC的层间断面特征,揭示了断面分层裂纹扩展机制。结果表明:W-DCB方法测量的2D-SiC_(f)/SiC层间Ⅰ型初始能量释放率与DCB方法等效;2D-SiC_(f)/SiC层间Ⅰ型断裂过程中,裂纹端口变形曲线的多峰性不符合经典线弹性断裂力学预测的加载峰后特征,反映了2D-SiC_(f)/SiC层间约束关系的复杂性;层间断面为结构性非完全损伤,发生了局部纤维桥连现象。
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关键词
2D-SiC_(f)/SiC复合材料
层间Ⅰ型断裂
表征分析
纤维桥连
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职称材料
Cansas-ⅡSiC_(f)/SiC复合材料的高温拉伸蠕变行为
被引量：
6
2
作者
荆开开
管皞阳
+6 位作者
朱思雨
张超
刘永胜
王波
王晶
李玫
张程煜
《无机材料学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第2期177-183,共7页
连续碳化硅纤维增强碳化硅复合材料(SiC_(f)/SiC)是发展先进航空发动机的关键材料,航空发动机长时服役要求材料具有优异的高温蠕变性能。本工作研究了平纹编织Cansas-Ⅱ碳化硅纤维增强碳化硅复合材料(2D-SiC_(f)/SiC)在空气中的高温蠕...
连续碳化硅纤维增强碳化硅复合材料(SiC_(f)/SiC)是发展先进航空发动机的关键材料,航空发动机长时服役要求材料具有优异的高温蠕变性能。本工作研究了平纹编织Cansas-Ⅱ碳化硅纤维增强碳化硅复合材料(2D-SiC_(f)/SiC)在空气中的高温蠕变行为,蠕变温度为1200~1400℃,应力水平为80~140 MPa。利用扫描电子显微镜(SEM)观察了2D-SiC_(f)/SiC复合材料的微观组织和断口形貌,使用能谱分析仪(EDS)进行了成分分析。结果表明:当蠕变应力低于比例极限应力(σPLS)时,2D-SiC_(f)/SiC的蠕变断裂时间超过500 h,稳态蠕变速率为1×10^(–10)~5×10^(–10)/s,蠕变行为由基体和纤维共同控制。当蠕变应力高于σPLS时,复合材料的基体、纤维和界面均发生氧化,蠕变断裂时间显著降低,稳态蠕变速率提高一个数量级,蠕变行为主要由纤维控制。
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关键词
Cansas-ⅡSiC_(f)/SiC复合材料
蠕变
蠕变断裂时间
稳态蠕变速率
基体开裂
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职称材料
题名
2D-SiC_(f)/SiC复合材料层间Ⅰ型断裂试验及表征
1
作者
师维刚
张超
李玫
王晶
张程煜
机构
西北工业大学材料学院npu-sas联合研究中心
西北工业大学
极端力学
研究
院
西北工业大学
材料
学院
西安科技
大学
理
学院
力学系
出处
《无机材料学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第1期45-50,共6页
基金
国家自然科学基金(U2241239,12102336)。
文摘
二维编织碳化硅纤维增强碳化硅复合材料(2D-SiC_(f)/SiC)在航空领域中得到广泛使用,然而该材料层间强度低,使其易萌生层间裂纹,引起分层破坏。为此,本工作采用楔形双悬臂梁法(W-DCB)和悬臂梁法(DCB)开展了层间Ⅰ型断裂试验,获得了2D-SiC_(f)/SiC的层间裂纹驱动的加载数据,得到了其裂纹端口张开力及张开位移变形曲线。在试验加载过程,通过光学显微镜监测了视觉裂纹扩展过程,探究了2D-SiC_(f)/SiC的层间I型裂纹扩展规律。结合理论分析和裂纹视觉特征解释了加载曲线拐点及其他特征点的断裂力学含义。利用扫描电子显微镜分析了2D-SiC_(f)/SiC的层间断面特征,揭示了断面分层裂纹扩展机制。结果表明:W-DCB方法测量的2D-SiC_(f)/SiC层间Ⅰ型初始能量释放率与DCB方法等效;2D-SiC_(f)/SiC层间Ⅰ型断裂过程中,裂纹端口变形曲线的多峰性不符合经典线弹性断裂力学预测的加载峰后特征,反映了2D-SiC_(f)/SiC层间约束关系的复杂性;层间断面为结构性非完全损伤,发生了局部纤维桥连现象。
关键词
2D-SiC_(f)/SiC复合材料
层间Ⅰ型断裂
表征分析
纤维桥连
Keywords
2D-SiC_(f)/SiC composites
interlaminar mode Ⅰ fracture
characterization analysis
fiber bridging
分类号
TB332 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
Cansas-ⅡSiC_(f)/SiC复合材料的高温拉伸蠕变行为
被引量：
6
2
作者
荆开开
管皞阳
朱思雨
张超
刘永胜
王波
王晶
李玫
张程煜
机构
西北工业大学材料学院npu-sas联合研究中心
西北工业大学
极端力学
研究
院
西北工业大学
超高温结构复合
材料
重点实验室
西北工业大学
航空
学院
出处
《无机材料学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第2期177-183,共7页
基金
国家自然科学基金(U2241239,51572224,12102336)
高等学校学科创新引智计划(BP0820014)
陕西省科技重点项目(2017KW-019)。
文摘
连续碳化硅纤维增强碳化硅复合材料(SiC_(f)/SiC)是发展先进航空发动机的关键材料,航空发动机长时服役要求材料具有优异的高温蠕变性能。本工作研究了平纹编织Cansas-Ⅱ碳化硅纤维增强碳化硅复合材料(2D-SiC_(f)/SiC)在空气中的高温蠕变行为,蠕变温度为1200~1400℃,应力水平为80~140 MPa。利用扫描电子显微镜(SEM)观察了2D-SiC_(f)/SiC复合材料的微观组织和断口形貌,使用能谱分析仪(EDS)进行了成分分析。结果表明:当蠕变应力低于比例极限应力(σPLS)时,2D-SiC_(f)/SiC的蠕变断裂时间超过500 h,稳态蠕变速率为1×10^(–10)~5×10^(–10)/s,蠕变行为由基体和纤维共同控制。当蠕变应力高于σPLS时,复合材料的基体、纤维和界面均发生氧化,蠕变断裂时间显著降低,稳态蠕变速率提高一个数量级,蠕变行为主要由纤维控制。
关键词
Cansas-ⅡSiC_(f)/SiC复合材料
蠕变
蠕变断裂时间
稳态蠕变速率
基体开裂
Keywords
Cansas-ⅡSiC_(f)/SiC
creep
creep rupture time
steady-state creep rate
matrix cracking
分类号
TB332 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
2D-SiC_(f)/SiC复合材料层间Ⅰ型断裂试验及表征
师维刚
张超
李玫
王晶
张程煜
《无机材料学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
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职称材料
2
Cansas-ⅡSiC_(f)/SiC复合材料的高温拉伸蠕变行为
荆开开
管皞阳
朱思雨
张超
刘永胜
王波
王晶
李玫
张程煜
《无机材料学报》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
6
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职称材料
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