陶瓷基复合材料的增韧机理.ppt

1.定义：陶瓷基复合材料是以陶瓷为基体与各种纤维复合的一类复合材料。2.陶瓷基复合材料的基体瓷基体的种类陶瓷基复合材料的增强体强体3.晶须类：晶须是人工条件下制造出的细小单晶，由于其具有细小组织结构，缺陷少，具有很高的强度和模量。
4.金属丝：高强度高模量的钢丝、钨丝等。
5.片状物：主要是陶瓷薄片，，使复合材料具有很高的韧性3.陶瓷基复合材料的种类按基体材料分类：
氧化物基陶瓷复合材料
非氧化物基陶瓷复合材料
微晶玻璃基陶瓷复合材料
碳/碳复合材料4.陶瓷基复合材料的制备方法5.陶瓷基复合材料的性能6.陶瓷基复合材料的增韧机理假设第二相颗粒与基体不存在化学反应，但存在着热膨胀系数的失配，由于冷却收缩的不同，颗粒将受到一个应力。
当颗粒处于拉应力状态，而基体径向处于拉伸状态、切向处于压缩状态时，可能产生具有收敛性的环向微裂。
当颗粒处于压应力状态，而基体径向受压应力，切向处于拉伸状态，可能产生具有发散性的径向微裂。2）裂纹偏转和裂纹桥联增韧
裂纹偏转是一种裂纹尖端效应，是指裂纹扩展过程中当裂纹遇上偏转元是所发生的倾斜和偏转。
裂纹桥联是一种裂纹尾部效应，他发生在裂纹尖端，靠桥联元连接裂纹的两个表面并提供一个使裂纹面相互靠近的应力，导致强度因子随裂纹扩展而增加。2）延性颗粒增韧
在脆性陶瓷中加入第二相延性颗粒能明显提到材料的断裂韧性。其机理包括由于裂纹尖端形成的塑性变形区导致裂纹尖端屏蔽以及由延性颗粒形成的延性裂纹桥。
3）纳米颗粒增强增韧
将纳米颗粒加入到陶瓷中，材料的强度和韧性大大改善。增强颗粒与基体颗粒的尺寸匹配与残余应力是重要的增强增韧机理5）相变增韧
相变伴随有体积的膨胀，使基体产生微裂纹，增加了材料的韧性，但是强度有所下降。
2.纤维、晶须增韧2）脱粘
复合材料在纤维脱粘后产生了新的表面，因此需要能量，尽管单位面积的表面能很小，但所有脱粘纤维的总表面能则很大，因此纤维体积比大，通过纤维脱粘达到的增韧效果越好。3）纤维拔出
纤维拔出是指靠近裂纹尖端的纤维在外应力作用下沿着他和基体的界面滑出的现象。纤维首先脱粘才能拔出。纤维拔出会使裂纹尖端应力松弛，从而减缓了裂纹的扩展。纤维拔出需外力做功，因此起到增韧的作用。4）纤维桥接
对于特定位向和分布的纤维，裂纹很难偏转，只能继续沿着原来的扩展方向继续扩展。这时紧靠裂纹尖端处的纤维并未断裂，而是在裂纹两岸搭起小桥，使两岸连在一起。这会在裂纹表面产生一个压应力，以抵消外加应力的作用，达到增韧的效果。