PAS烧结SiC/h-BN复相陶瓷的韧性表征

作者：杨万利^*; 代丽娜; 樊振宁; 张瀚晨; 史忠旗

来源：材料导报, 2019, 33(08): 1272-1275.

• 碳化硅/六方氮化硼
• 阻力曲线
• 断裂韧性
• 韧化比

为探讨等离子活化烧结(PAS)工艺制备的SiC/h-BN复相陶瓷的失效特性,采用三种韧性表征方式(断裂韧性KIC、韧化比、R曲线)研究评判该类复相材料破坏的韧性依据,并对裂纹扩展的显微形貌进行分析与讨论,建立了复相陶瓷失效评价的模型。结果表明:SiC/h-BN复相陶瓷两种试样的KIC都随着h-BN含量的增加而降低;以韧化比(TI)作为韧性指标,发现h-BN含量越多,复相陶瓷的韧性越好;结合R曲线可知,h-BN含量增多,复相陶瓷的R曲线呈陡峭的上升趋势,但却有着较低的裂纹扩展门槛值。由此可知,三种韧性表征结果之间存在着相互矛盾。基于显微形貌分析发现,复相陶瓷中存在的层状h-BN增加了能量耗损,裂纹在扩展过程中发生偏转、分叉和桥联等现象。以KIC作韧性指标更多反映的是裂纹萌生的阻力,韧化比TI更多反映的是裂纹扩展的阻力。基于材料在工程应用中的不同应力状态,应选择合适的韧性参数来表征,才能更直接地指导复相陶瓷的应用及失效评价。

• 单位
  西安航天复合材料研究所; 西安交通大学