材料微观结构ct分析

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1、万方数据28卷增刊硅酸盐通报v01．28SpecialEditi。n：：!些篁!星：=：：：：一：坠堡里坠=些：望垦型些曼!曼：塞兰垦些!篁：!望垡曼坠=：垒竺些兰塑一：一C／C复合材料微观结构的CT分析阚晋1，孟松鹤1，王军2(1．哈尔滨工业大学，哈尔滨150001；2．第四军医大学，西安710032)摘要：C／C复合材料具有复杂的内部微观结构，含有很多孔洞和裂纹，这些孔洞和裂纹对C／C复合材料的宏观性能有重要的影响。本文用高精度Micro—CT对C／C复合材料的内部结构进行了观测，发现使用Micro．CT能够获得无损的原位的C／C复合材料的内部微

2、观结构特征。通过观测发现在C／C复合材料的内部，纤维与基体界面上存在大量的脱层和裂纹，而在基体内部存在大量的空洞，而纤维束内部的裂纹和空洞非常少见。在观测的基础上对C／C复合材料内部的脱层、裂纹和孔洞进行了统计分析，获得了它们尺度大小的概率分布函数，为进一步研究C／C复合材料的性能提供重要的依据。关键词：C／C复合材料；Micro-CT；界面脱层；概率分布函数中图分类号：TQl72文献标识码：A文章编号：1001-1625(2009)增刊-0198-03AnalysisoftheMicrostructureofC／CCompositebyCTKANf

3、inl，MENGSong．hel，WANGJun2(1．HarbinInstituteofTechnology，Harbin150001，China；2．TheFourthMilitaryMedicalUniversity，Xi钿710032，China)Abstract：C／Ccompositewithcomplicatedmicrostructureisamultiphasematerialwhichincludesalotofcavities，delamination，andcracks．Inthispaperthemicrostructure

4、ofC／CcompositewasobservedandanalyzedbyMicro—CT．Comparingwiththeconventionalobservationmethod．usingMicro-CTcanobtainthenon—destructiveandactualcharacterofthemicrostructureinC／Ccomposite．FromtheobservationbyMicro—CT．itWasfoundthattherearealotofdelaminationandcracksontheinterfaceb

5、etweenthecarbonfiberbundlesandtheplumbagomatrix，andthereareagreatdealofcavitiesinplumbagomatrix．r11ledensityfunotionsofthedimensionaboutthesecavities．delamination，andcrackswhichwereacquiredfromstatisticanalysisprovidetheimportantfoundationtoanalyzetherelationbetweenthemicrostru

6、ctureandthemechanicalpropertyofC／Ccomposite．Keywords：C／Ccomposite；micro-CT；interfacedelamination；densityfunction1引言C／C复合材料是一种三维多相体材料，具有非常复杂的内部微观结构，含有大量的孔洞、裂纹尤其在纤维束与基体的界面上存在大量的脱层。多年来国内外学者用很多方法对C／C复合材料的内部微观结构进行了观测分析‘”】，但是传统的观测分析方式都具有一定的局限性，例如扫描电镜只能获得材料的一个层面基金项目：国家自然科学基金(No．106720

7、47)作者简介：阚晋(1981一)，男，博士研究生．主要从事复合材料力学评价的研究通讯作者：盂松鹤．E-mail：mengsh@hit．edu．cn万方数据增刊阚晋等：C／C复合材料微观结构的CT分析199的微观信息，而超声检测无法获得微米级的微观结构，且都无法获得无损的原位的C／C复合材料的内部微观结构特征。x射线断层扫描(CT)作为一种无损的观测方法，可以观测材料的内部结构和缺陷，已经越来越多的应用于材料的分析。近年来CT的精度大大提高，产生了用于观察生物体以及材料分析检测的Micro·CT系统，观测精度已经由厘米级发展到微米级甚至纳米级，使得M

8、icro．CT系统可以用于编织复合材料内部微观结构的观测15J，对C／C复合材料的内部结构进行三维重构∞j，