[发明专利]测试碳/碳复合材料的纤维/基体界面剪切强度的方法

摘要

测试碳/碳复合材料的纤维/基体界面剪切强度的方法，它涉及一种测试碳/碳复合材料的纤维/基体界面剪切强度的方法。它解决了现有方法存在制样困难、测试样品制样重复性差、严重影响评价纤维/基体界面强度性能的准确性问题。方法：一、对截取的碳/碳复合材料样品进行减薄和抛光处理；二、将该样品固定在水平位移样品台上；三、测得待测纤维被顶出的最大力值；四、直接得到纤维/基体界面的剪切强度值τ；五、准确表示碳/碳复合材料的纤维/基体界面剪切强度状态。本发明测试碳/碳复合材料的纤维/基体界面剪切强度的方法经反复实验检测，可准确得到其界面剪切强度性能。本发明方法可直接从实际复合材料制件切取，不需特殊制备，进行原位测试。

主权项

测试碳/碳复合材料的纤维/基体界面剪切强度的方法，其特征在于测试碳/碳复合材料的纤维/基体界面剪切强度的方法的具体步骤为：一、截取与待测纤维轴向垂直的碳/碳复合材料，并进行逐级均匀减薄和抛光处理，得到待测碳/碳复合材料的样品；二、将待测碳/碳复合材料的样品固定在水平位移样品台的支撑狭缝上，调整样品台，使施压探针位于待测纤维正上方，并均处于支撑狭缝的中心位置；三、通过顶出系统对待测纤维施加轴向压力，使受压待测纤维从纤维/基体界面间逐渐发生界面脱粘，并在受压待测纤维脱离基体的条件下记录纤维被顶出的载荷与位移之间关系以及待测纤维被顶出的最大力值f；四、通过待测纤维顶出的最大力值和顶出纤维束的侧面积，即可得出其纤维的纤维/基体界面的剪切强度值τ；五、重复步骤一至步骤四得到测试试样的n个纤维的纤维/基体界面剪切强度值τi和纤维/基体界面剪切强度的的平均值τ、标准偏差S和分散系数Cv；即得出碳/碳复合材料的纤维/基体界面剪切强度；其中，步骤五中n表示自然数；步骤四中待测纤维的纤维/基体界面的剪切强度τ的公式为： τ = f S = f lh 其中f为待测纤维被顶出的最大力值，S为被顶出纤维的侧面积，l为顶出后样品孔洞的边长，h为待测碳/碳复合材料的厚度；步骤五中得到纤维和纤维/基体界面间的剪切强度的平均值τ、标准偏差S和分散系数Cv的公式为： τ ‾ = Σ i = 1 n τ i / n S = 1 n Σ i = 1 n ( τ i - τ ‾ ) 2 Cv = S τ ‾ 其中τ为待测纤维的纤维/基体界面剪切强度平均值，单位为MPa；τi为待测纤维的纤维/基体界面剪切强度值，单位为MPa；n为待测纤维的纤维/基体界面剪切强度值的样本数；S为待测样品的n个纤维的纤维/基体界面强度值的标准偏差，单位为MPa；Cv为分散系数值。