مطالعه نقش بین سطوح و بین فاز در مینی کامپوزیت SiCf/SiCتوسط روش Indentation کلاسیک و Push-Out

نویسندگان

, GEMPPM INSA de lyon France

چکیده

ساختارهای متفاوت بین فازی (Interphase) در مینی کامپوزیت تک جهت SiCf/SiCشرح داده خواهند شد. رفتار بین سطوح توسط روش فرو بردن بررسی می?شود. بار روی انتهای صیقلی یک فیبر در داخل کامپوزیت اعمال شده و جابجایی آن اندازه?گیری می?شود. آزمایش فشردن به داخل (Push-in) روی نمونه?های ضخیم نشان می?دهد که جدایش فیبر در یک تنش مشخص اتفاق افتاده و سپس تحت یک تنش برشی اصطکاکی معین لغزش می?کند. هر دو پارامتر (تنش جدایش فیبر و تنش برشی اصطکاکی) وقتی که لایه?های کاربید تیتانیم غیر پیوسته می�شود (مانند خوشه?های جهت دار شده TiC) در یک ماتریس پیروکربن افزایش پیدا می?کند. رفتار منحنی نیرو جابجایی با مدل تنش برشی ثابت مطابقت خوبی با تئوری دارد. آزمایش فشردن به بیرون (Push-out) بر روی نمونه?های نازک کامپوزیت انجام شده و منحنی نیرو جابجایی حاصله تشریح و آنالیز خواهند شد. این نوع آزمایش دسترسی مستقیم به تنش برشی بدون تصحیحات اضافی را فراهم می?کند چون فیبر تقریباً آزادانه در محل خودش حرکت می?کند. در ضمن فشار برگشت (Push-back) یک پله در موقع برگشت فیبر به مکان اولیه?اش مشاهده می?شود که نمایی از مورفولوژی سطوح بوده و تأثیر زبری سطح را روی خواص مکانیکی اتصال بین فیبر و کامپوزیت نشان می?دهد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Approach the Interfacial Behaviour in Mini Composite SiCf/Sic By the Push-Out and Push-Back Tests

چکیده [English]

In the fibre-reinforced ceramic-matrix composites, the fibre-matrix interface plays an important role. Tailoring the interfacial bond strength improves mechanical properties of the materials. Micro-mechanical experiments indicate that the sliding surface of fibre/matrix interface is rough. The interface roughness plays an important role on the frictional slid and hence on the interfacial shear stress (ISS). The interfacial properties of SiCf/SiC mini-composites with different interphase structures have been determined by indentation, with pushes the top of a selected fibre on a polished cross section. The displacement of that fibre-end is measured. The push-in test on thick specimens shows that the fibre debonds at a given fibre stress and then slides under a certain frictional shear stress. Both parameters increase when the TiC layers become discontinuous, like aligned TiC clusters in a Pyrocarbon matrix. The load-displacement behaviour is in very good agreement with theory when the interfacial shear stress is kept constant, non depending on relative slip displacement. The push-out test on thin composite slices gives directly access to the force which is directly related to the interfacial shear stress associated to slip, without taking into account the elastic compression of the fibre (generally is very small). During push-back, a seating drop was recorded as the fibre returns in its initial position, illustrating a certain effect of roughness. The results obtained by push in on thick specimens are higher than of those of push-out on thin films.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Ceramic-matrix composites
  • interphases
  • interface
  • coincidence
  • indentation
  • push-in
  • push-out