外文翻译---叠层陶瓷基复合材料的抗热震性

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1、英文文献外文翻译叠层陶瓷基复合材料的抗热震性Y.R.WANG，T,-W.CHOUCenterforCompositeMaterialsandDepartmentofMechanicalEngineering,UniversityofDelaware,Newark,DE19716,USA通过研究三维瞬态热应力和层压板故障机制来调查叠层陶瓷基复合材料的热冲击的抵抗能力。温度为（-45℃—45℃）的碳化硅/高硼硅玻璃层压板被用作参考复合系统的分析结果的证明。最高允许改变温度，△Tmax，已被采取作为复合材料的抗热震性的措施。纤维取向，体积分数，热膨胀系数，杨氏模量

2、，最大允许温度变化（△TMAX）的抗热震性的热导率影响已经评估。数值计算也表现为六种复合系统。1.介绍陶瓷和陶瓷基复合材料证明有耐高温强度和抗蠕变腐蚀的可取特点，但他们同时也显示不利的属性，即脆性或缺口敏感性，这可以使这种材料极易受到灾难性的热冲击失效。抗热震性的单片陶瓷的研究开始于19世纪50年代。Cheng[1],于1951年，首次证实,热休克电阻陶瓷可以通过分析材料中非稳态热应力。提出了对陶瓷热冲击阻力参数，R~(1-γ)σK/~αE。σ代表拉伸强度，γ代表泊松比，K代表导热率，α代表热膨胀系数，E代表杨氏模量。Kingery[2]，于1955年报道，

3、抗热震性不是材料的固有属性，它取决于热应用的方式和试样的几何形状。buessem[3]的实验结果认为，热冲击测试不会得出有用的实验数据，这是由于所有材料性能的抗热震性的协同效应，以及单一性能的影响不能轻易从测试数据中量化。为确定个别材料性能的影响有必要制定标准。关于陶瓷及陶瓷基复合材料的抗热震性最近开发始于1980年。Singhetal[4]，第一次采用热传导理论来分析陶瓷受到流体介质冷却淬火所产生的应力性断裂。除了标本的大小和几何形状，以及热传导，标本密度的抗热震性的影响也被介绍了。Lewis[5]证明了水淬热冲击试验数据△Te和计算出的抗热震性参数的明显

4、分歧R。试验结果表明淬火试验似乎不是很适合定量评价耐热冲击。Becheretal[6]研究了一般抗热震参数；一方面涉及材料在热应力下萌生的抗裂纹特性，另一面涉及材料保持其强度在热应力的情况下，裂纹萌生是不可避免的性质。Faberetal[7]在1981年，提出了一种新型抗热震性测试与评价，旨在减轻在测试中变化大与非常高的热传导和边缘效应的难度，并提供热值失效的定量预测。Thomasetal.andSinghetal[8，9]在1981年，进行了由的陶瓷对热辐射的抗热震性的理论研究。Ogumaetal[10]在1986年，比较了钠钙硅玻璃和氧化铝多晶硅的圆棒试

5、样的抗热震性的预测和实验现象，比较表面，导热导致了热应力断裂。TiegsandBecher[11]，完成了掺入20%铝的碳化硅晶须复合材料的抗热震性实验，在△T<900℃时，复合材料的抗弯强度没有减弱，而纯氧化铝在△T>400℃时，抗弯强度显著降低。纤维加固使得材料在断裂韧性提高上得以改进。OrensteinandGreen[12]，对多孔氧化铝陶瓷进行△T变化范围在22~105℃的淬火实验来测试其抗热震性。WangandChou[13]，最近报告了一种分析方法，该法主要解决预测层状复合材料受到突然加热或冷却所允许的最大温度变化。回顾这些文献，我们发现在陶瓷

6、基复合材料的抗热震性这一领域通常是互相冲突的，导致整个结果是由于实验观察和通过材料参数方程预测的共识。分析计算和实验的共识和分歧，通过特定的各种性能的价值估计是偶然的。复合材料的热反应不仅在制造加工，而且在长期耐用都是一种重要的性能。然而，一般我们对不均匀材料或者纤维增强材料的抗热震性缺乏一个基本的认识。本文的目的是在热应力和实效分析后，对纤维增强叠层复合材料提供一些基本认识。高温陶瓷复合材料的抗热震性是根据纤维种类，基质热弹性，强度特性，纤维体积分数以及纤维取向量化的。纤维取向角、热膨胀系数、杨氏模量、最大允许温度变化的热导、Tmax的影响已经被研究。2．

7、抗热震性2.1各向同性材料的抗热震性材料的“热冲击”这个术语表示材料突然受到一个温度变化，这样的一个温度变化的结果是产生强烈的热应力，从而导致材料断裂。但是对于弹性物体，温度的变化并不必然产生热应力。如果一个均匀的，各向同性的松弛的弹性体，由最初的温度提高到一个均匀的温度，将不会有产生任何热应力。另一方面，如果弹性体通过变性而完全紧缩的，温度变化将产生均匀的热应力。采用列如一个在初始温度T=0和T=T0的热环境中的各向同性的固体球，确定材料抗热震性参数定义。圆球在这样的一个环境中所诱导产生的热应力是很容易获得的。如[14]：E是杨氏模量，α是热膨胀系数，γ是

8、泊松比，r0球的半径，T环境温度，σrs是径向应力，