SiCp/AI复合材料界面控制与评价新方法
崔 岩，史文方2
(1.北京航空材料研究院先进复合材料国防科技重点实验室，北京100095)
(2. 中国有色金属工业技术开发交流中心，北京100814)
NEW METHOD TO CONTROL AND EVALUATE
THE INTERFACE OF SiCp/AI COM POSITES
CUI Yan1, SHI Wen-fang2
(1. National Key Lab. of Advanced Composite , Beijing Institute of Aerona utical Materials, Beijing 100095, China)
(2. China Nonferrous Metals Industry's Technical Development and Exchange Center, Beijing 100814, China)
摘要:尝试了一种控制SiCp/Al复合材料界面状态与性能的新途径,并首次应用声发射检测技术及其信号的小波分析新方法对控制效果进行了系统地评价。结果表明:界面控制新方法的采用,使SiCp/AI复合材料损伤、断裂过程中的SiC颗粒拔出模式发生了转变,进而显著提高了材料的整体力学性能;小波分析特别适合于提取此类复合材料断裂所致声发射信号的深层特征,并可望成为反映颗粒增强金属基复合材料界面区力学行为、评价其界面性能的有效手段。
关键词: SiCp/AI复合材料;界面控制;界面性能;声发射;小波分析
中图分类号:V258 文献标识码:A
Abstract: A new approach to control the interfacial states and properties of SiCp/Al composites has been at-tempted. The controlling effect of the interface has been systemically evaluated by using acoustic emission( AE) detection technique and novel wavelet analysis method of AE signals for the first time. The results show that the initial use of the above new method for controlling interface leads to a dramatic transition of SiC particulate pulling out mode during the process of damage or fracture of SiCp/Al composites, which inturn significantly improves the overall mechanical properties of SiCp/ Al composites. Wavelet analysis of AEsignals promises to be developed as an effective means to reflect interface zone mechanical behaviour and evaluate interface properties of particle reinforced MMCs. As a result, the new signal processing method is specially suitable for extracting the intrinsic features of AE signals produced by the fracture behavior of this class of composites.
Key words: SiCp/Al composites; interfacial control; interfacial property; AE; wavelet analysis
界面效应的存在，既可使界面成为复合材料的薄弱环节s影响其性能潜力的发挥，同时，也为开展微观结构理论指导下的复合材料优化设计提供了广阔的途径。为此，深入开展界面优化控制工作，则成为获得高性能复合材料并拓宽其应用领域的重要手段[1-3]。已往的界面优化控制及界面力学性能测试工作多局限于以长纤维作为增强体的复合材料[4-6]。而对于颗粒增强铝基复合材料/界面控制工作却开展得很少。且无统一的结论[2,7]，由于陶瓷颗粒在形状与尺度上的特殊性，目前尚无可原位表征实际载荷状态下真实颗粒增强铝基复合材料（而非模型材料）界面力学性能、进而评价界面控制效果的有效技术方法。
为此，提出一种适于SiCp/AI复合材料界面及整体力学性能优化控制的新工艺，并首次采用声发射信号小波分析技术，原位研究仅界面状态与界面性能有所不同的两种复合材料在断裂过程中的微观层次上的行为特征，进而描述和区分这两种材料各自对应的界面区力学行为模式，以评价其界面力学性能。
