陶瓷基复合材料界面微区力学 行为的研究进展

• 作者: 郝浩辉 党潇琳 马晓康 丁金雪 范晓孟 西北工业大学超高温结构复合材料重点实验室
• 来源期刊: 材料工程
• 关键词: 陶瓷基复合材料 界面层 微区力学行为 界面剪切强度
• 年，卷（期）: 2024,（4）
• 页码范围: 1-11
• 页数: 11页
• 语种: 中文

摘要

作为热结构材料，陶瓷基复合材料（ceramic matrix composites,CMC）在航空航天领域应用潜力巨大。连续纤维的引入解决了陶瓷脆性大的问题，而纤维与基体间微小区域——界面层的设计是保证CMC具有高韧性的关键。一直以来相关研究主要集中于界面层与CMC宏观力学性能之间的关系，受限于表征难以深入研究界面层微区力学行为的困难。随着微纳力学测试与聚焦离子束（focused ion beam,FIB）技术的发展，近些年来对于CMC界面层结合强度以及其失效行为的表征逐渐增多。在此基础上，本文综述CMC中界面层的作用以及界面剪切强度的影响因素与调控机制，同时汇总当下通过直接或间接手段测试界面剪切强度的方法，重点总结微纳力学手段下纤维push-out/push-in以及微柱压缩等方法的适用条件以及差异，报道这些方法在界面区失效机制研究方面的进展，并指明尚存在的一些问题。其中，纤维pushout/push-in可以反映基体应力作用对界面剪切强度的影响，但测试结果可能受到外部因素的影响；而微柱压缩测试则更多地反映界面层本征特性，无法反映基体应力对界面剪切强度的影响，也无法反映纤维拔出过程。最后展望未来的研究方向：进一步拓展界面微区力学行为的表征方法，同时确定微区力学与宏观力学性能间的影响机制并建立模型，最终实现CMC的界面层优化。