金属复合材料与树脂复合材料聚合物纤维测量仪

金属复合材料与树脂复合材料聚合物纤维测量仪

  复合材料的断裂行为
  复合材料的断裂一般从最脆的相的裂纹开始。这意味着在金属
基复合材料与树脂基复合材料中，裂纹通常开始于脆性的纤维，而

在陶瓷基复合材料中，裂纹往往开始于基体。起始裂纹的扩展方式
决定了复合材料的韧性。为了说明这一点，考虑一个脆性纤维与韧
性基体复合的体系，当一根孤立的纤维在沿其长度方向上的任一点
发生断裂时，该纤维所承受的应力必须传递给附近的基体与其他纤
维：如果附近的基体与纤维能够承受该应力，则在该载荷下，断裂
就不会发生。

  界面在使断裂稳定中起着很重要的作用。如果在界面发生了剥
离，则裂纹会发生钝化，并使断裂稳定。裂纹还可以因韧性基体发
生塑性变形而钝化。在变形继续进行下去的情况下，如果断裂稳定
在某处，则裂纹将在其他地方萌生。这一过程会一直继续到损伤扩
展到很大，以至于原来由断裂的纤维所承受的应力，不能再为发生
断裂的基体所承受。此时，复合材料则发生最终断裂。

复合材料
  最初合成的强化聚合物的纤维是尼龙与聚脂。这些纤维具有合
理的强度与弹性模量，并有良好的韧性。它们一般用于软材料的强
化，例如轮胎的橡胶、带、软管等。这些材料与传统的尼龙以及聚
脂相比，表现出强度与弹性模量的明显增加。这大大推动了聚合物
基复合材料向高硬度、高强度与重量轻方向的发展。

  与纤维类似，基体材料也可以是聚合物、陶瓷或金属：碳也可
以作为基体，用碳纤维强化时则称为碳·碳复合材料。基体的主要
作用是对纤维提供横向的支持以及传递载荷。由于作为强化体材料
的纤维一般较脆，所以基体还是复合材料中韧性的来源。穿过脆性
纤维传播的裂纹，当其尖端进遇到韧性较好的基体时便停止扩展。
由于陶瓷基体的固有脆性，因此陶瓷基体是延性基体的例外。

(本文由上海光学仪器厂编辑整理提供, 未经允许禁止复制http://www.sgaaa.com)