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纤维增强陶瓷基复合材料高温力学性能理论表征研究

陶瓷基复合材料,高温力学性能,理论表征

  纤维增强陶瓷基复合材料因其具备高比强度、高比模量、耐高温和耐腐蚀等优点，在高超声速飞行器热防护系统和推进系统的耐热承力结构件等部位有巨大应用潜力。其在服役过程中常常面临极端苛刻的高温环境，充分认识和科学表征其力学性能随温度的演化规律和关键控制要素，对材料的研制、应用及可靠性评价具有重要意义。本文研究了纤维增强陶瓷基复合材料在高温下的损伤破坏机理和力学性能演变规律，基于力-热能量密度等效原理建立了基于物理机理的温度相关性基体开裂应力模型和温度相关性断裂强度理论表征模型。模型得到了实验结果的很好验证，为此类材料在高温下的力学性能表征及预测提供了有力的技术手段。此外，利用建立的模型开展了影响因素分析，提出了提高材料高温力学性能的有效途径。