CVI法制备SiCw/SiC层状复合材料的二元界面强韧化机理

晶须增韧层状复合材料具有层内和层间二元界面，若界面强弱匹配适当，可既发挥晶须的高强度优势，又结合基体层状结构的高韧性优势，是一种有望大幅度提高结构陶瓷强度和韧性的强韧化新模式。本项目创新性地采用化学气相渗透法低温制备，界面可控和不损伤晶须等优点制备具有二元界面的晶须增韧层状复合材料。研究工艺参数对晶须薄膜层、层状结构和二元界面等关键结构单元的影响，优化晶须含量和层厚、层数等结构参数，匹配二元界面强弱关系，获得二元界面的控制方法。在实验分析抗弯强度、抗弯模量、断裂韧性、层间剪切强度、热震后剩余强度等性能及显微结构、断口形貌等基础上，结合计算机对二元界面应力状态的数值计算和裂纹扩展、晶须拔出等耗能过程的动态模拟，研究界面强弱匹配与强韧性和不同能耗机制之间的关系，揭示二元界面的强韧化机理。

本项目采用化学气相渗透法低温制备，界面可控和不损伤晶须等优点制备具有二元界面的晶须增韧层状复合材料。研究工艺参数对晶须薄膜层、层状结构和二元界面等关键结构单元的影响，优化晶须含量和层厚、层数等结构参数，匹配二元界面强弱关系，获得二元界面的控制方法。在实验分析抗弯强度、抗弯模量、断裂韧性、层间剪切强度等性能及显微结构、断口形貌等基础上，结合计算机对二元界面应力状态的数值计算和裂纹扩展、晶须拔出等耗能过程的动态模拟，研究界面强弱匹配与强韧性和不同能耗机制之间的关系，揭示二元界面的强韧化机理。对于丰富陶瓷基复合材料的强韧化理论具有重要的科学意义，解决的科学问题具有重要的学术研究价值，研究成果将具有广阔的应用前景。