[发明专利]连续纤维增强陶瓷基复合材料室温拉伸性能的检测方法

说明书

本发明涉及一种连续纤维增强陶瓷基复合材料室温拉伸性能的检测方法，按照连续纤维增强陶瓷复合材料的主要方向切割取样，对准确评价该材料的性能具有十分积极的效果，所述试样的宽厚比为1.65‑1.86：1，该宽厚比的试样可有效保持试样纤维有效元，保证实测值准确度高。即使试样在宽度或厚度方向上存有缺陷，可在满足宽厚比的基础上再次加工，提高试样的使用价值。然后在试样上粘贴加强片，试样标距内安装位移计或粘贴应变片，并将所述试样装夹到测试机的夹头上；对试样进行加载拉伸，并采集检测数据，以供经数据处理得到连续纤维增强陶瓷基复合材料相应的拉伸性能数据。整个操作方法科学合理，对准确评价该材料的性能具有十分积极的效果。

技术领域

本发明涉及陶瓷力学检测技术领域，具体涉及一种连续纤维增强陶瓷基复合材料室温拉伸性能的检测方法。

背景技术

目前针对连续纤维增强陶瓷基复合材料室温拉伸性能的测试方法和标准有多种，按照不同标准得到的数据存在差异，同时不同结构的连续纤维增强陶瓷材料取样方向不同也造成了测试结果的偏差大。这些现象对准确详实地表征材料的性能存在弊端，进而易给产品带来质量风险。

连续纤维增强陶瓷基复合材料作为一种多孔类陶瓷材料，试样加工制备过程中不可避免得会出现孔洞、裂纹等较明显缺陷，若严格按照标准尺寸的要求，存有缺陷的测试样作为不合格件无法使用的现象，试样再制备既增加了成本，又延长了测试周期。基于此，本专利发明了一种新尺寸，即使试样在宽度或厚度方向上存有缺陷，可在满足宽厚比的基础上再次加工，提高测试件的使用价值。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种连续纤维增强陶瓷基复合材料室温拉伸性能的检测方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种连续纤维增强陶瓷基复合材料室温拉伸性能的检测方法，包括以下步骤：

根据连续纤维增强陶瓷基复合材料纤维增强体的编织方向确定取样时的切割方向，对连续纤维增强陶瓷基复合材料进行切割、加工制得试样，所述试样的宽厚比为(1.65-1.86)：1；

在试样上粘贴加强片，在试样标距内安装位移计或粘贴应变片，并将所述试样装夹到测试机的夹头上；

对试样进行加载拉伸，并采集检测数据，以供经数据处理得到连续纤维增强陶瓷基复合材料相应的拉伸性能数据。

纤维增强陶瓷基复合材料中的纤维增强体有针刺、缝合、2.5D、三维等不同结构，不同的结构和不同的纤维编织走向测试出来的性能也差异巨大。如针刺结构纤维增强陶瓷基复合材料，轴向和径向的拉伸强度20MPa左右，法向不足10MPa。2.5D编织结构预制体，径向拉伸70MPa，纬向拉伸才30MPa。因此加工试样时不分辨主要方向对准确评价材料性能存在很大的弊端。故本发明根据连续纤维增强陶瓷基复合材料纤维增强体的编织方向确定取样时的切割方向。该切割方向具体包括轴向、径向、法向中的至少一种。

制样时严格按照连续纤维增强陶瓷复合材料的主要方向(轴向、径向、法向等)切割，且纤维方向和铺层方向与试验要求相符。

试样宽厚比为(1.65-1.86)：1是经大量实验得出的结论，该宽厚比的试样可有效保持试样纤维有效元，得到检测数值与合格标准样十分相近，实测值准确度高，尤其是当试样宽厚比为(1.74-1.86)：1时，实测值准确度相对更高。拉伸性能检测时，试样的受力方向沿长度方向，宽厚比＜(1.65：1)时，肉眼可见试样中的纤维有效元遭到了破坏，实测值要远远低于真实值；宽厚比＞(1.86：1)时，夹具对试样的施力会发生变化，当宽厚比＞2.2:1时，会造成载荷严重失真。

进一步的，试样制备过程中，沿连续纤维增强陶瓷基复合材料的厚度方向，连续纤维增强陶瓷基复合材料保持或近似保持不变。

试样的长度为150±10mm。

试样为直条型、哑铃型、特殊型中的一种。