復(fù)合材料ppt課件-資料下載頁(yè)
2025-10-25 19:25本頁(yè)面
【正文】 (t) ZrO2組成的氧化鋯多晶陶瓷。 此時(shí)四方 ZrO2處于亞穩(wěn)態(tài)，當(dāng)材料受外力作 用時(shí)，在應(yīng)力的誘導(dǎo)下，發(fā)生 t ?m相變。相變吸 收能量而阻礙裂紋的繼續(xù)擴(kuò)展，同時(shí)相變顆粒發(fā)生 體積膨脹，并在其周圍產(chǎn)生大量的微裂紋，阻礙了 主裂紋的擴(kuò)展。因而不但提高了材料的強(qiáng)度而且提 高了韌性。 相變?cè)鲰g示意圖 ZTA中應(yīng)力誘變韌化導(dǎo)致性能 隨 ZrO2體積含量的變化關(guān)系圖 纖維、晶須增韌 （ 1）裂紋偏轉(zhuǎn) 由于纖維周圍的應(yīng)力場(chǎng)，基體中的裂紋一般難以 穿過(guò)纖維，相對(duì)而言它更易繞過(guò)纖維并盡量貼近纖維 表面擴(kuò)展，即裂紋偏轉(zhuǎn)。裂紋偏轉(zhuǎn)可繞著增強(qiáng)體傾斜 發(fā)生偏轉(zhuǎn)或扭轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)。偏轉(zhuǎn)后裂紋受的拉應(yīng)力往往低 于偏轉(zhuǎn)前的裂紋，而且裂紋的擴(kuò)展路徑增長(zhǎng)，裂紋擴(kuò) 展中需消耗更多的能量因而起到增韌作用。 裂紋偏轉(zhuǎn)增韌原理 a：裂紋傾斜偏轉(zhuǎn)； b：裂紋扭轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)； c：增強(qiáng)劑長(zhǎng)徑比對(duì)裂紋 扭轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)的影響。 （ 2）脫粘（ Debonding） 復(fù)合材料在纖維脫粘后產(chǎn)生了新的表面， 因此需要能量。盡管單位面積的表面能很小， 但所有脫粘纖維總的表面能則很大。 （ 3）纖維拔出（ Pull – out） 纖維拔出是指靠近裂紋尖端的纖維在外應(yīng)力作用 下沿著它和基體的界面滑出的現(xiàn)象。纖維首先脫粘才 能拔出。纖維拔出會(huì)使裂紋尖端應(yīng)力松弛，從而減緩 了裂紋的擴(kuò)展。纖維拔出需外力做功，因此起到增韌 作用。 纖維拔出能總大于纖維脫粘能，纖維拔出的增韌 效果要比纖維脫粘更強(qiáng)。因此，纖維拔出是更重要的 增韌機(jī)理。 （ 4）纖維橋接（ Fiber Bridge） 對(duì)于特定位向和分布的纖維，裂紋很難偏轉(zhuǎn)， 只能沿著原來(lái)的擴(kuò)展方向繼續(xù)擴(kuò)展。這時(shí)緊靠裂 紋尖端處的纖維并未斷裂，而是在裂紋兩岸搭起 小橋，使兩岸連在一起。這會(huì)在裂紋表面產(chǎn)生一 個(gè)壓應(yīng)力，以抵消外加應(yīng)力的作用，從而使裂紋 難以進(jìn)一步擴(kuò)展，起到增韌作用。 另外：橋接機(jī)制適用于可阻止裂紋尖端、裂紋表 面相對(duì)運(yùn)動(dòng)的任何顯微結(jié)構(gòu)特征（顆粒、 晶須等）。
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