复合材料的韧性

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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划复合材料的韧性　　复合材料读书报告　　题目：陶瓷基复合材料的增韧机理学号：　　姓名：林沙　　班级：　　XX211级高材二班　　陶瓷基复合材料的增韧机理　　摘要：　　现代陶瓷材料具有耐高温、硬度高、耐磨损、而腐蚀及相对密度轻等许多优良的性能。但它同时也具有致命的弱点—脆性,这一弱点正是目前陶瓷材料的使用受到很大限制的主要原因。为了提高复合材料的韧性，必须尽可能提高材料断裂时消耗的能量。由于任何固体材料在载荷作用下(静态或冲击)，吸收能量的方式有两种：材料变形和形成新的表

2、面。但陶瓷不具备像金属那样的塑性变形能力,在断裂过程中除了产生新的断裂表面需要吸收表面能以外,几乎没有其它吸收能量的机制,这同时也是陶瓷脆性的本质原因。为了提高这类材料的吸能，只能是增加断裂表面，即增加裂纹的扩展路径。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　经过人们的科研努力，取得了不错的进展，本文简要介绍陶瓷基复合材料的增韧机理和增韧方式。增韧机理包括：裂纹偏转，微裂纹增韧，纤

3、维脱粘，纤维桥接，和纤维拔出。增韧技术包括：纤维增韧、晶须增韧、相变增韧、颗粒增韧、纳米复合陶瓷增韧、自增韧陶瓷等。这些增韧技术的实施,使陶瓷材料的韧性得到了较大的提高,使陶瓷材料在高温结构材料领域显示出强劲的竞争潜力。　　?陶瓷基复合材料的增韧机理　　陶瓷材料的脆性本质是在陶瓷材料断裂过程中，除用增加新表面来增加表面能外，几乎没有其它可以吸收外来能量的机制。因此，为了提高陶瓷基复合材料的韧性，必须尽可能提高材料断裂时消耗的能量。FRCMC断裂时纤维拔出、桥联、脱粘和断裂，以及基体中裂纹的微化、弯曲、偏转等都是其新的能量吸收机制，也都能使其韧性得到很大提高。下面介绍5种主要的增

4、韧机制：　　1）裂纹偏转：由于纤维周围沿纤维/基体界面存在因弹性模量或热膨胀系数不匹配而引起的应力场，从而使在基体中扩展的裂纹遇到纤维时发生偏转。由于纤维周围存在应力场，陶瓷基体中的裂纹一般难以穿过纤维，而更易绕过纤维并尽量贴近纤维表面扩展，即裂纹发生偏转，致使裂纹面不再垂直于外加应力。只有增加外加应力，提高裂纹尖端应力强度因子，才能使裂纹进一步扩展，因此，裂纹偏转可以产生明显的增韧作用；且随纤维长径比的增大和纤维体积分数的增加，裂纹偏转的增韧效果增强。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。

5、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　2)微裂纹增韧：在裂纹的扩展过程中，残余应变场与裂纹在分散相周围发生反应，导致主裂纹尖端产生微裂纹分支，使裂纹扩展的路径和需要的能量增加，从而使材料增韧。　　3）纤维脱粘：复合材料中纤维脱粘产生了新的表面，因此需要能量。尽管单位面积的表面能很小，但所有脱粘纤维总的表面能很大。若想通过纤维脱粘达到最大增韧效果，须使高强度纤维的体积分数要大、临界纤维长度增加，而纤维与基体的界面强度要弱。　　4）纤维桥接：纤维/基体界面的解离使裂纹扩展通过基体而在裂纹尖端后面存在一个纤

6、维保持完整无损的区域成为可能。纤维与基体的弹性模量差别越大，纤维与裂纹面夹角越小，界面解离越容易发生。在此区域内，纤维把裂纹桥接起来，导致在裂纹表面产生一个压应力，以抵消外加拉应力的作用，使裂纹难以进一步扩展，从而起到增韧作用。　　5）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它和基体的界面滑出的现象，它要求纤维相对于界面断裂韧性具有高的横向断裂韧　　性。纤维拔出需要消耗额外的应变能以促使裂纹扩展，促使复合材料断裂韧性增加，同时促使裂纹尖端应力松弛，从而减缓裂纹的扩展。纤维的拔出需要外力做功，因此可起到增韧作用。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受

7、到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　以上5种增韧机理中，最有发展前途的是裂纹偏转和纤维拔出，因为它们很少受温度的限制，尤其是裂纹偏转时，其增韧效果仅取决于分散相的体积分数和形状，而与粒子尺寸和温度无关，这样对高温增韧无疑是十分有利的，这一点在玻璃陶瓷基体中得到了证实。但在实际增韧过程中往往是几种增韧机理同时起作用。　　?陶瓷基复合材料增韧