陶瓷基復(fù)合材料(2)(參考版)
2025-05-04 23:02本頁(yè)面
【正文】 ? 熱交換設(shè)備等。 第七章 陶瓷基復(fù)合材料的應(yīng)用 在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用 第七章 陶瓷基復(fù)合材料的應(yīng)用 在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用 第七章 陶瓷基復(fù)合材料的應(yīng)用 在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用 第七章 陶瓷基復(fù)合材料的應(yīng)用 在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用 圖 74 C/C復(fù)合材料三維火箭倉(cāng)體零件 第七章 陶瓷基復(fù)合材料的應(yīng)用 在其它領(lǐng)域的應(yīng)用 利用陶瓷基復(fù)合材料的高強(qiáng)度、高模量、低密度、耐高溫和良好的韌性，主要用于： ? 切削工具、拔絲或擠壓模等。 ? CVI法制造的 SiCf / SiC復(fù)合材料已成功用于如液體火箭發(fā) 動(dòng)機(jī)馬達(dá)、渦 輪發(fā)動(dòng)機(jī)部件等。這會(huì)在裂紋表面產(chǎn)生一個(gè)壓應(yīng)力，以抵消外加拉應(yīng)力的作用，從而使裂紋難以進(jìn)一步擴(kuò)展，起到增韌的作用。 482422cfucifplddlW ???? ??fcfuD EldQ4822???? 纖維晶須增韌 纖維的拔出 圖中 OAB面積為脫粘能，遠(yuǎn)小于纖維拔出的能量（ OBCD）， 所以纖維拔出的增韌效果要比脫粘更強(qiáng)，是更為重要的增韌機(jī)制。 fcfuD EldQ4822???? 纖維晶須增韌 纖維的脫粘 纖維的體積 Vf =（ ?d2/4)?l ， 代入可得到單位面積的最大脫粘能 QD為： ffcfuD EVlQ122?? 纖維晶須增韌 纖維的拔出 纖維的拔出是指靠近裂紋尖端的纖維在外力的作用下沿著它和基體的界面滑出的現(xiàn)象。 纖維晶須增韌 纖維的脫粘 盡管單位面積的表面能很小，但界面面積很大，因此所有脫粘纖維總的表面能很大。 纖維晶須增韌 裂紋的彎曲與偏轉(zhuǎn) 在擴(kuò)展裂紋尖端應(yīng)力場(chǎng)中的增強(qiáng)相會(huì)導(dǎo)致裂紋發(fā)生彎曲和偏轉(zhuǎn)，從而干擾應(yīng)力場(chǎng)，導(dǎo)致基體的應(yīng)力強(qiáng)度 K 降低，起到阻礙裂紋擴(kuò)展的作用。 ? 裂紋尖端區(qū)的膨脹受到周圍基體材料的反作用，因此 顆粒受到壓應(yīng)力，當(dāng)裂尖擴(kuò)展到顆粒上時(shí)，這種壓應(yīng) 力對(duì)裂尖的擴(kuò)展也有阻礙作用。 顆粒增韌 相變?cè)鲰g 顆粒增韌 相變?cè)鲰g 相變?cè)鲰g機(jī)理： ? 在裂尖相變引起的體積膨脹造成的應(yīng)力本身就有閉合 裂尖的作用。由于四方氧化鋯處于亞穩(wěn)狀態(tài)，當(dāng)材料受到外力作用時(shí)，在應(yīng)力的誘導(dǎo)下，四方氧化鋯會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)閱涡毖趸啞? 氧化鋯具有多種晶型，在接近熔點(diǎn)時(shí)為立方結(jié)構(gòu)（ c），冷卻至約 2300 ℃ 時(shí)為四方結(jié)構(gòu)（ t）， 在 12001100 ℃ 之間轉(zhuǎn)變?yōu)閱涡睂?duì)稱結(jié)構(gòu)（ m） : 1170 ℃ 2370℃ ZrO2 ZrO2 ZrO2 (m ZrO2 ) (t ZrO2 ) (c ZrO2 ) 顆粒增韌 相變?cè)鲰g 其中由四方相轉(zhuǎn)變?yōu)閱涡毕鄷r(shí)，具有馬氏體相變的特征，并伴隨有 3 5% 的體積膨脹。 顆粒增韌 相變?cè)鲰g 相變?cè)鲰g 是由于第二相粒子在裂紋尖端附近發(fā)生相變而引起體積膨脹
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