連續SiC纖維增強鈦基復合材料橫向強度分析

連續SiC纖維增強鈦基復合材料(SiCf/Ti)具有良好的綜合性能，但其橫向性能低于鈦合金基體。為了準確地預測SiCf/Ti復合材料的橫向強度，北京航空制造工程研究所趙冰等人提出一種基于界面脫粘強度的計算模型。采用SiCf/Ti復合材料十字拉伸試件來測試復合材料的纖維/基體界面脫粘強度，并分析了熱處理時間對界面脫粘強度影響規律，以及不同纖維之間界面脫粘強度的差別。復合材料橫向拉伸試件采用箔-纖維-箔方法制備，每個試件的纖維層數為10層，纖維體積分數為30%左右。在不同溫度條件下測試復合材料的橫向拉伸強度，拉伸溫度分別為 25、300、400、550℃。結果表明，國產SiCf/Ti-6Al-4V復合材料界面脫粘強度為169 MPa，高于進口SCS-6SiCf/Ti-6Al-4V復合材料的界面脫粘強度(68.5 MPa);隨著熱處理時間延長，SCS-6SiCf/Ti-6Al-4V復合材料的界面脫粘強度逐漸升高，而國產纖維增強Ti-6Al-4V復合材料的界面脫粘強度則降低;采用建立的計算模型，計算的國產SiCf/Ti-6Al-4V復合材料橫向極限拉伸強度與試驗值的偏差不超過3.5%。