SiC/Al复合材料断裂行为的理论研究

SiC/Al金属基复合材料具有高的比强度、比刚度、弹性模量和抗疲劳性能，近年来已被广泛地用作航天航空领域的关键结构件。随着陶瓷颗粒SiC相的引入，复合材料的强度和弹性模量提高，但延性和断裂韧性却降低，这在很大程度上限制了该类材料在航天航空领域的进一步广泛应用。本研究以细观损伤力学为基础，结合复合材料的应变硬化行为、径向分布函数和Weibull统计分布，发展SiC增强铝基复合材料延性与断裂韧性的综合力学模型，并通过力学实验和显微组织分析定量化模型参数。新构建的模型可计算基体材料性质、SiC颗粒的团聚程度以及SiC颗粒与基体界面的结合强度对复合材料延性和断裂韧性的影响。研究同时将通过实验提供必要的数据对模型的计算结果加以验证。新发展的综合力学模型为研究复合材料的断裂行为提供了一种新的计算方法，可作为发展高延性和高韧性复合材料的理论参考。