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       ASTMC1869標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)陶瓷基復(fù)合材料開(kāi)孔試驗(yàn)件的尺寸形式進(jìn)行了規(guī)定，硅碳棒試樣采用長(zhǎng)條形，中間開(kāi)一個(gè)孔，孔徑為6 mm或3 mm，孔徑與硅碳棒試樣寬度的比值為為1/6或0.3(如圖2所示)，然而由于陶瓷基復(fù)合材料熱端部件服役條件的不同，部件對(duì)傳熱、力學(xué)等性能的要求一也不盡相同，開(kāi)孔參數(shù)(如孔數(shù)量、孔徑、孔角度等)需要根據(jù)部件性能設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行針對(duì)性的選擇，以使設(shè)計(jì)的硅碳棒盡量接近實(shí)際部件的局部特征，更好地反映其服役行為。從上述研究也可看出，孔的存在對(duì)SiC/SiC復(fù)合材料高溫長(zhǎng)時(shí)力學(xué)性能影響顯著，主要原因是孔洞周?chē)睦w維和界面層直接暴露在外，與環(huán)境因素直接接觸，易發(fā)生氧化。為了降低開(kāi)孔帶來(lái)的不利影響，延長(zhǎng)部件在服役環(huán)境中的使用壽命，一方面可在開(kāi)孔后制備封閉層進(jìn)行保護(hù)，另一方面可對(duì)基體進(jìn)行改性，使其具備對(duì)裂紋的自愈合或自修復(fù)能力，阻隔環(huán)境因素的進(jìn)一步侵人。

       航空發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件通常具有較復(fù)雜的幾何構(gòu)型，在使用中會(huì)受到復(fù)雜的應(yīng)力作用。以具有筒形結(jié)構(gòu)的燃燒室火焰筒為例，其工作過(guò)程中會(huì)承受復(fù)雜的熱載荷和機(jī)械載荷，沿徑向可能存在較高水平的拉伸應(yīng)力或壓縮應(yīng)力，從而使火焰筒局部出現(xiàn)較大變形導(dǎo)致破壞。為考查筒形結(jié)構(gòu)件的抗損傷能力，可提取其局部弧形段，制備具有弧形結(jié)構(gòu)的“C”形硅碳棒，通過(guò)對(duì)其施加徑向應(yīng)力，來(lái)研究其損傷演化過(guò)程和失效機(jī)制。此外，航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)饬髦杏锌赡芪松笆韧鈦?lái)物，將對(duì)部件造成沖擊損傷，因此，一也需要重點(diǎn)關(guān)注弧面對(duì)外來(lái)物沖擊的響應(yīng)行為。

       選擇形狀簡(jiǎn)單、易于測(cè)試的"C”形硅碳棒作為測(cè)試對(duì)象，制備了2. 5 mm和5. 1 mm兩種不同內(nèi)徑的SiC/SiC復(fù)合材料硅碳棒，同時(shí)設(shè)計(jì)了一種專用的"C”形硅碳棒測(cè)試裝置，結(jié)合DIC技術(shù)，測(cè)試了硅碳棒的單調(diào)拉伸和疲勞性能(見(jiàn)圖3)。結(jié)果顯示，兩種測(cè)試狀態(tài)下，當(dāng)徑向正應(yīng)力達(dá)到臨界徑向應(yīng)力水平時(shí)，試件就會(huì)失效，斷口形貌分析表明徑向裂紋先于周向裂紋萌生，與小半徑試件相比，大半徑試件裂紋萌生距離內(nèi)徑更遠(yuǎn)。zsrider.com