景介辉
,
黄玉东
,
刘丽
,
姜再兴
,
阚晋
材料科学与工艺
为了获得准确表征纤维束界面强度的方法,对影响纤维束界面强度的因素进行了研究.通过顶出方法对纤维束界面强度进行表征,利用SEM和Micro-CT研究了纤维束界面层微结构对纤维束界面强度的影响,并通过有限元分析方法对纤维束界面的断裂行为进行分析.结果表明：在纤维束界面层含有不同程度的脱粘和裂纹缺陷结构,影响了纤维束的界面强度,其测试结果具有较高的离散性,但其符合Weibull分布;纤维束界面层破坏过程具有由弱结合区域到强结合区域的渐进性.纤维束界面层微结构的差异性和界面层破坏的渐进性是产生纤维束界面强度测试结果离散的主要原因.
关键词:
碳/碳复合材料
,
纤维束/基体界面
,
Weibull分布函数
,
Micro-CT
孟松鹤
,
韦利明
,
许承海
,
阚晋
复合材料学报
采用扫描电镜、激光共聚焦显微镜观察和力学性能测定的方法, 研究了三维C/C复合材料微观结构形貌, 以及材料X向、Y向和Z向的压缩性能. 结果表明, 材料内部缺陷明显, 纤维束/基体界面结合较弱, 材料Z向压缩强度和破坏应变均大于X向和Y向, 压缩应力-应变曲线开始阶段近似线性, 随着载荷的增加, 曲线表现出明显的非线性特征. 从宏观上考察了材料的压缩破坏机制, 材料X向、Y向和Z向破坏模式均为剪切型破坏, 纤维/基体界面结合强度对破坏模式影响明显.
关键词:
C/C复合材料
,
微观结构
,
压缩性能
,
破坏机制
孟松鹤
,
阚晋
,
许承海
,
韦利明
复合材料学报
通过理论模型和界面顶出实验分析了微观结构对碳/碳复合材料界面性能的影响机制.使用高分辨Micro-CT系统获得C/C复合材料界面的微观结构特征,并对界面的微观结构特征进行统计分析,得到界面微观结构尺度分布的概率密度函数.对C/C复合材料的界面层建立力学分析模型,计算获得C/C复合材料界面力学性能,在计算过程中引入界面微观结构的随机性统计分布,获得C/C复合材料界面力学性能的分布规律.设计纤维束顶出实验,测试分析C/C复合材料的界面力学性能.将力学分析模型的计算结果与界面顶出实验获得的实验结果进行对比分析,表明通过模型计算获得的界面性能的均值和离散度与实验获得的结果具有较好的一致性.
关键词:
碳/碳复合材料
,
概率密度函数
,
界面性能
,
微结构
梁军
,
卢琦
,
阚晋
,
陈海龙
复合材料学报
针对酚醛先驱体C/C复合材料液相浸渍制备工艺各组分相的化学转化特性,基于Arrhenius方程建立了C/C复合材料液相浸渍制备工艺力学模型,详细分析了固化-炭化和石墨化两个重要的工艺阶段各组分相的体积变化规律,得到的气孔体积分数与Micro-CT系统扫描处理的细编穿刺C/C复合材料微结构图像中气孔体积分数相吻合,并结合均匀化方法对制备过程材料基体有效弹性模量进行了预测.结果表明:材料基体的有效弹性模量随着致密化次数的增加而增大,在每一次致密化过程中材料基体的有效弹性模量先增大后减小,石墨化工艺过程中材料基体的有效弹性模量达到某一值后保持平稳.
关键词:
C/C复合材料
,
液相制备工艺
,
均匀化方法
,
有效弹性模量
,
Micro-CT
阚晋
,
孟松鹤
,
王军
硅酸盐通报
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
