Испытания прочности поверхности раздела

Независимо от уже имевшихся количественных оценок некоторые исследователи указывали, что свойства композитных материалов должны зависеть от того, насколько поверхности раздела отличаются по свойствам от матрицы и волокна. Купер и Келли [13], например, делят характеристики композитного материала на те, которые определяются в основном прочностью поверхности раздела при растяжении о , и те, которые определяются сдвиговой прочностью Тг. В числе характеристик, определяемых прочностью поверхности раздела при растяжении, авторы называют поперечную прочность, прочность на сжатие и сопротивление распространению трещины в процессе расслаивания при испытании на растяжение. К характеристикам, которые определяются в основном сдвиговой прочностью, относятся критическая длина волокна (длина передачи нагрузки), характер разрушения при вытягивании волокон и деформация матрицы в изломе. Теория Купера и Келли будет рассмотрена ниже. [c.19]

При попытке создать сформулированные выше условия сразу же возникают определенные трудности. Как уже отмечалось, при внешнем нагружении системы, состоящей из двух взаимосвязанных механически различных фаз, на поверхности раздела между ними возникает сложное напряженное состояние. При простом механическом испытании прочности изолированного промежуточного слоя (поверхности раздела) воссоздать это сложное напряженное состояние практически невозможно. Поэтому необходимо четко сознавать, что напряженное состояние поверхности раздела, существующее в объеме композита и создаваемое при испытании изолированной поверхности раздела, различно. [c.69]

Сдвиговую прочность поверхности раздела измеряют также на образцах, содержащих одно волокно (или пруток), заделанное в цилиндр из материала матрицы затем волокно вытягивают из цилиндра путем приложения осевого растягивающего усилия (рис. 20). Это, по-видимому, наиболее распространенный тип испытаний, особенно для композитов с металлической матрицей. Сторонники таких испытаний ссылаются на большое сходство геометрических условий и внутренних напряжений, существующих в образце и в реальных композитах. [c.71]

Во-вторых, условия нагружения, возникающие в образцах с вытягиваемыми волокнами, несмотря на кажущееся сходство с условиями, существующими в реальных композитах с короткими волокнами, не идентичны последним. Это вызвано тем обстоятельством, что при испытаниях нагрузка прилагается непосредственно к волокну, а в композитах нагрузка всегда прилагается через матрицу. Если в образце для вытягивания длина заделанной части волокна очень велика, то указанное различие не имеет решающего значения, поскольку длина заделанной части достаточна для адекватного распределения нагрузки между волокном и матрицей. Однако во многих системах с металлической матрицей это невозможно из-за высокой прочности поверхности раздела, так как уже при малой глубине заделки достигается критическая длина волокна /кр- [c.72]

При испытании неотожженного композита Ti—борсик в поперечном направлении трещина обычно проходит через волокна, а не по поверхности раздела (рис. 22). Значит, и в этом композите прочность поверхности раздела больше поперечной прочности волокна. Однако после отжига при 1144 К в течение 1,5 ч этот композит, как и рассмотренный ранее, разрушается по поверхности раздела. Трещины проходят, по-видимому, по зоне взаимодействия или между покрытием (карбидом кремния) и зоной взаимодействия (рис. 23). Тем не менее, как видно из рис. 24, увеличение толщины зоны взаимодействия в результате отжига слабо влияет на поперечную прочность. Эти данные также подтверждают, что поперечная прочность близка к нижнему предельному [c.214]

Николас и др. [36] измеряли эффективную прочность на сдвиг поверхности раздела металл — окись алюминия (окись алюминия была в виде поликристаллических дисков). Методом сидячей капли при различных температурах и временах опыта авторы исследовали интервал углов смачивания для определения прочности связи в системе Ni —АЬОз. На рис. 13 приведены результаты этой работы. Для объяснения полученных данных авторы рассмотрели действующие при испытаниях силы и изгибающие моменты. Были сделаны следующие предположения 1) поверхность капли сферическая 2) предел прочности поверхности раздела U одинаков по всей площади соприкосновения 3) поверхность раздела плоская в ходе испытания 4) поверхность раздела до разрушения находится в состоянии упругой деформации. [c.328]

В работе [8] представлены результаты испытаний образцов из смолы, содержащих отдельные пряди из 204 моноволокон, расположенных поперек шейки образцов из смолы, которые имели форму, пригодную для усталостных испытаний. Авторы [8] могли наблюдать начало расслаивания внутри прядей волокон. Начало растрескивания смолы приводило к немедленному разделению образца на части. Результаты были представлены в виде зависимости от амплитуды номинальных напряжений в шейке образцов из смолы (рис. 17). Полученные кривые 5 — N оказались круче, чем аналогичные кривые для композитов с матами из рубленой пряжи. Не было предложено каких-либо оценок прочности поверхности раздела. Для получения такой оценки было бы необходимо рассчитать среднюю деформацию по сечению пряди и затем сделать допущение о характере расположения волокон в этой пряди. Тогда стало бы возможным для оценки прочности поверхности раздела использовать результаты, аналогичные [c.358]

Теперь рассмотрим вопрос о влиянии силы связи между компонентами на прочность композиций в поперечном направлении. Довольно часто при растяжении поперек укладки волокон разрушение происходит в результате расщепления последних, так как их прочность в поперечном направлении меньше прочности поверхности раздела а,,, р и матрицы а . В общем случае характер разрушения при испытаниях в указанном направлении зависит от соотношения величин ст .р. Если > Оп. р, [c.88]

Для оценки состояния поверхности раздела при рассмотренных выше условиях нагружения необходимо определить ее прочность. Оптимальными для соответствующих прочностных испытаний являются условия, когда напряжения постоянны на всей поверхности раздела или хотя бы на большей ее части. Кроме того, крайне желательно, чтобы напряженное состояние на поверхности раздела было простым, а значения прочности могли быть получены с помощью простых соотношений. Если, например, следует определить прочность при сдвиге, то нагружение поверхности должно обеспечивать состояние чистого сдвига. [c.69]

Николас и др. [46] анализировали механику сдвиговых испытаний методом сидячей капли, рассматривая лишь прочность составляющих образца (т. е. игнорируя их механическое взаимодействие и влияние концентрации напряжений) они установили, что при углах смачивания больше 108° образец разрушается под действием растягивающих, а не сдвиговых напряжений, возникающих на поверхности раздела при деформации образца. Полученная ими аналитически зависимость эффективной прочности от угла смачивания (рис. 19) хорошо согласуется с данными для систем Си — АЬОз (гл. 8). [c.71]

Область применения этих испытаний ограничена в основном композитами с полимерной матрицей [8—10]. Отдельное волокно заделывается аксиально в материале матрицы. В зависимости от подлежащей определению характеристики образец может иметь различную форму. Для измерения прочности перпендикулярно поверхности раздела сжимающее усилие прикладывают к образцу с криволинейной шейкой (рис. 21, а). Для определения прочности при сдвиге сжимающее усилие прикладывают к образцу постоянного сечения или к образцу трапециевидного профиля (рис. 21,6). [c.72]

Во-первых, для успешного испытания поверхность раздела должна обладать относительно низкой прочностью, как это имеет [c.73]

Для оценки адгезионной прочности на поверхности раздела использовались также неразрушающие методы испытаний [60, 62, 68]. [c.61]

ПОД действием различных напряжений и их сочетаний (рис. 3). Напряженное состояние поверхности раздела мол<ет оказаться наиболее жестким при таких условиях внешнего нагружения, которые сводят к минимуму пластическую деформацию, снижающук> концентрацию напряжений. Наиболее жесткими условиями испытания прочности поверхности раздела могут быть и растяжение образцов с надрезом, и знакопеременное нагружение при усталостных испытаниях, и условия, возникающие в окрестности концов разрушенных волокон. Распределение напряжений у поверхности раздела для некоторых случаев, упомянутых выше, подробно рассмотрено в гл. 2. [c.25]

ВИЯХ растяжения. При испытаниях под углами 60 и 90° разрушение происходит в основном не по поверхности раздела, а путем расщепления волокон, и, значит, при данных условиях испытания прочность поверхности раздела превышает поперечную проч1Ность волокна. Расщепление волокон при поперечном растяжении образцов показано на рис. 20. Хотя двух- и четырехслойные образцы обладают примерно одинаковой проч ностью при растяжении, они различаются по характеру распределения разрушенных волокон. В образцах большей толщины расщепление волокон происходит по всей ширине рабочей части образца. В таких образцах большей толщины поперечное сечение уменьшается пропорционально сечению расщепленных волокон, и матрица благодаря деформационному упрочнению может взять на себя нагрузку, высвобожденную расщепленным волокном, раньше, чем в данной точке. начнется разрушение композита. В более тонких образцах расщепление волокна уменьшает поперечное сечение до такой степени, что композит разрушается раньше, чем матрица оказывается в состоянии компенсировать это уменьшение за счет деформационного упрочнения. [c.213]

Можно ожидать, что разрушение по поверхности раздела легче происходит при определенных условиях нагружения. Обычно механические испытания композитов начинают с продольного растяжения, но такие условия испытания могут не быть наиболее чувствительными к свойствам поверхности раздела. Под действием продольных напряжений передача нагрузок между волокном и матрицей может осуществляться на больших длинах, и поэтому напряжения сдвига на поверхности раздела могут быть невелики. С другой стороны, поперечное нагружение неблагоприятно для передачи нагрузки по длине волокна, и условия нагружения поверхности раздела в этом случае могут быть более жесткими. Приложение к композиту внеосных напряжений может создать еще более жесткое напряженное состояние на поверхности разде--ла оно зависит от относительной прочности поверхности раздела [c.24]

С учетом упо1Мянутых ограничений, существующих при зкспе-риментальном воспроизведении напряженного состояния на поверхности раздела для различных геометрий композита и условий нагружения, рассмотрим различные методы, применявшиеся для определения прочности поверхности раздела. Разные исследователи использовали три основных типа испытаний — испытания слоистых образцов, вытягивание прутков или волокон и испытания образцов с одиночным волокном. [c.69]

Келли и Тайсон [33, 34] широко применяли испытания по вытягиванию для определения передачи нагрузки от матрицы к волокну у его концов. С помощью простого метода запаздывания сдвига они получили выражение для прочности поверхности раздела при сдвиге (для идеально пластичной матрицы) в виде [c.71]

Изломы образцов, испытанных при 1477 К иод углами 90 и 45°, показаны на рис. 15. При обеих ориентациях разрушение происходит по поверхности раздела, и, следовательно, прочность при внеосном нагружении определяется прочностью поверхности раздела. С ростом прочности поверхности раздела прочность композита должна увеличиваться, и разрушение должно происходить не по поверхности раздела, а по матрице или по проволоке. Одним из возможных способов упрочнения поверхности раздела в композите ниобий—вольфрам является термическая обработка, усиливающая взаимную диффузию веществ проволоки и матрицы. С этой целью ряд образцов перед испытанием на растяжение при 1477 К подвергали предварительному отжигу при той же темпе ратуре. Влияние предварительного отжига на прочность [c.204]

Типичный вид разрушения образцов, подвергнутых предварительному 100-часовому отжигу при 1477 К и испытанных при той же температуре под углом 45°, показан на рис. 17, б. Как неотож-женный образец (рис. 15,6), так и образец после 100-часового отжига разрушаются по поверхности раздела. Однако разрушение поверхности раздела в этих случаях вызвано, вероятно, различными причинами. До термической обработки прочность связи проволоки с матрицей недостаточна, чтобы противостоять данной поперечной нагрузке, но отжиг увеличивает ее. Однако после отжига большой продолжительности прочность поверхности раздела снижается из-за пористости диффузионного происхождения. Пористость может облегчать отделение волокна от матрицы вблизи поверхности раздела. Хотя зона диффузионной пористости находится снаружи исходной поверхности раздела, этот тип повреждения также связан с поверхностью раздела. Несмотря на отрицательное влияние пористости, предварительный отжиг должен в целом увеличивать прочность поверхности раздела, поскольку прочность композита при отжиге возрастает. [c.208]

Можно ожидать, что прочность поверхности раздела особенно чувствительна к испытаниям при циклическом нагружении. Соответствующих данных мало, однако они, несомненно, свидетельствуют о высокой прочности связи. При усталостном разрушении пластинчатого композита А1 — AlaNi [72] одна или несколько трещин распространяются по зонам скольжения в матрице н значительного расслаивания не происходит. Аналогичным образом протекает усталостное разрушение пластинчатого композита Ni — NigNb, существенно отличающегося в других отношениях [37]. В обоих случаях время до разрушения при высоких напряжениях и малом числе циклов определяется сопротивлением разрушению армирующей фазы, а время до разрушения при малых напряжениях и большом числе циклов — распространением усталостной трещины в матрице. Ни в том, ни в другом случае расслаивание не является определяющим механизмом. [c.259]

Материалы с ориентированным расположением упрочнителя, как правило, разрушаются в направлении, параллельном волокнам (рис. 18). Вязкость разрушения при отрыве может зависеть от поперечной прочности волокна, от прочности поверхности раздела или от свойств матрицы. Так, при испытании на растяжение композита борсик — алюминий Крайдер и др. [21] обнаружили расщепление волокон. Чаще, однако, разрушение происходит по поверхности раздела или по матрице. Оба эти случая исследовал Герберих [12]. [c.289]

Ка к уже отмечалось, прямой связи между результатами испытаний с чередование.м циклов нагрева и охлаждения и данными исследований с непрерывным окислением нельзя ожидать. Однако Гульбрансен и Эндрю [655] установили хорошее соответствие между результатами испытаний на долговечность по методу АЗТМ и результатами испытаний на окисляемость при деформации , заключавшимися в окислении до определенного привеса, охлаждении и последующем деформировании на 2—4% с повторным окислением для оценки воздействия деформации на окисляемость. Это подтверждает ту точку зрения, согласно которой пригодность сплавов для службы в качестве нагревательных элементов в большей мере зависит от сопротивления деформации (прочности) поверхности раздела окисел—металл. Подробнее этот вопрос рассматривается в следующей главе. [c.282]

Для получения правильных результатов испытаний на разрыв совершенно необходимо, чтобы разрываюш,ие усилия были приложены строго нормально к плоскости разрыва. В противном случае разрыв будет происходить неодновременно на различных участках сочленения и результаты измерения окажутся заниженными [1 ]. Однако поверхность раздела между покрытием и металлом практически никогда не представляет собой плоскость, а почти всегда чрезвычайно развита. Эго обстоятельство весьма затрудняет решение вопроса о распределении напряжений в разрываемом образце и ставит под сомнение правомерность применения метода разрыва для определения действительной прочности сцепления. В частности, представляется неправомерным относить разрываю-ш,ее усилие к геометрической поверхности разрыва для того, чтобы получить величину прочности сцепления на единицу поверхности. Определение же величины истинной (физической) поверхности раздела меноду покрытием и металлом является пока еще предметом исследовании. [c.40]

В отличие от гладкой поверхности раздела образца, отожженного в течение 0,5 ч, поверхность образца, отожженного перед испытанием в течение 150 ч, сильно изрыта и нерегулярна из-за взаимодействия волокна с матр Ицей (рис. 6). Диборид алюминия, образующийся на стороне поверхности раздела, обращенной к борному волокну, остается на волокнах, а AIB2, образующийся на стороне, обращенной к алюминию, частично разрушается и вклинивается в матрицу. Продукт взаимодействия на волокнах у поверхности раздела имеет грубую гранулярную структуру, наследуя очень нерегулярную поверхность волокна. В результате этого возникает много дефектов поверхности, которые, возможно, являются концентраторами напряжений и, конечно, могут способствовать уменьшению прочности при растяжении волокон и композита в целом. Один из таких дефектов указан на ри с. 6 стрелкой. [c.150]

Перед механическими испытаниями на растяжение образцы (по три образца на каждый режим) отжигали при 1144 К в течение различных промежутков времени, чтобы обеспечить заданную толщину зоны взаимодействия на поверхности раздела. Результаты испытаний приведены в табл. 4. Вследствие химической реакции прочность уменьшается на 7% при толщине реакционной зоны 0,49 mkim с ростом толщины зоны до 1,20 и 1,47 мкм прочность уменьшается соответственно на 10 и 15%. Отжиг при 1144 К в те-че ие 10 ч приводит к неожиданному росту прочности. Однако данные по деформации разрушения волокон согла суются с данными для системы титан — бор и с выводами теории слабых поверхностей раздела. Деформация разрушения начинает снижаться, когда толщина реакциоиного слоя превышает 0,49 мкм (примерно то же наблюдается в системе титан —бор) и принимает постоянные значения (4,3-г4,4) 10 в интервале толщин 1,20—1,47 мкм. Этот результат согласуется со значением 4,5-10 предсказанным Меткалфом [18] для случая, когда разрушение определяется разрушением силицида титаиа. Данные для двух наибольших толщин реакционного слоя свидетельствуют о том, что деформация разрушения продолжает уменьшаться. Кинетические характеристики [c.166]

В последнее время были проведены детальные исследования процесса изготовления композитов с матрицей Ti-6A1-4V, содержащих от 45 до 50 об.% волокон B/Si диаметром 140 М1ш [5]. Хотя корреляция параметров изготовления со структурой поверхности раздела была неполной, последовательное увеличение температуры горячего прессования приводило к росту толщины слоя продукта реакции на поверхности раздела. Продолжительность прессования была постоянной (30 мин), а давление выбирали таким, чтобы при каждой температуре обеспечить прочную диффузионную сварку композита. На каждом режиме обрабатывали четыре образца усредненные результаты этих испытаний, а также результаты некоторых многократных испытаний на поперечную прочность приведены на рис. 14. Хотя в испытаниях на поперечную прочность влияние поверхности раздела непосредственно не оценивалось, их результаты приведены потому, что значения деформации разрушения разупрочненных композитов, полученных пре ссованием при 1144 К и 1172 К, совпадают со значениями, предсказанными для поверхности раздела титан— карбид кремния. [c.167]

Для проверки теории разупрочнения волокон из-за реакции на их поверхности или поверхности раздела был предложен эксперимент, в ходе которого волокна подвергали испытаниям непосредственно помеле извлечения, а также после полного стравливания продукта реакции—диборида алюминия — в азотной кислоте. Полученные данные по деформации разрушения приведены в табл. 5 и на рис. 16. Характеристики извлеченных волокон полностью воспроизводят три главных эффекта, обнаруженных при испытании композитов. Кроме того,,, все значения деформации разрушения, соответствующие переходу от исходного состояния к раз-уцрочненному, находятся в узком интервале. Факт восстановления прочности и деформации разрушения волокон после стравливания с их поверхности реакционного слоя, вероятно, наиболее убедительно свидетельствует об источнике их разупрочнения. Совокупность экспериментальных точек может быть описана кривой со [c.174]

Исходя из вида уравнения (4), следует ожидать совпадения расчетных данных с экспериментальными при 0=0° и 0=90°. Для фиксированных значений а и at форма кривой ак=/(0) зависит от величины т если т мало, то при промежуточных значениях углов может наблюдаться минимум (рис. 2). В средней части кривой, т. е. при 0=45°, СТк=2о(т(т +а/) 2. Таким образом, если при испытании композит нагружают под углом 45° к волокнам, значения прочности не зависят от oi, но зависят как от т, так и от ot. Из теории Ацци и Цая не следует, что существует критический угол, но начальный наклон кривой Oi =f(Q) при малых углах определяется, главным образом, соотношением at и т. Влияние поверхности раздела на прочность при внеосном нагружении прямо не учитывается, однако поверхность раздела может влиять на прочность композита через величины ai, at и т, которые необходимо знать для решения уравнения (4). [c.190]

Излом образца, испытанного на поперечное растяжение при 1477 К после 100-часового отжига при той же температуре, показан на рис. 17, а. Предварительный отжиг вызывает диффузию вольфрама из проволоки в матрицу и на поверхность раздела, что упрочняет их. Поэтому деформация разрушения матрицы уменьшается, трещина не распространяется по поверхности раздела, и в результате прочность композита при 1477 К становится больше. Дальнейшее повышение прочности композита, по-видпмому, ограничено расщеплением проволоки ил.и разрушением по поверх ности раздела, обусловленным пористостью диффузионного происхождения. Не приводя соотвеггствующих данных, укажем лишь, что последний тип разрушения был характерен для ряда предва- [c.206]

Разрушение проходит по расщепленно Му волокну, поверхности раздела и матрице. Образец до испытания был подвергнут отжигу при 811 К в течение 1 ч (обработка Т-6 ) и имел поперечную прочность 23 кГ/мм . [c.222]

Разрушение проходпт по расщепленному волокну и поверхности раздела. Образец до испытания был подвергнут отжигу при 811 К в течение 150 ч (обработка Т-в ) н имел попереч- -ную прочность 13 кГ/мм . [c.222]

Прево и Маккарти [18] проводили испытания композитов А16061—борсик, в которых матрица, полученная путем плазменного напыления, обладала более совершенной связью, а волокна— большим сопротивлением расщеплению. Пластины А16061—борсик были изготовлены горячим прессованием слоев ленты, полученной плазменным напылением, с последующей термической обработкой для старения матрицы. Авторы отметили, что поперечная прочность композитов с волокнами диаметром 100 мкм была ниже, чем у композитов с волокнами диаметром 140 мкм. Поперечная прочность композитов с волокнами меньшего диаметра составляла около 15 кГ/мм и определялась, в основном, расщеплением волокон, а не разрушением по поверхности раздела. Композиты с волокнами большего диаметра обладали поперечной прочностью около 25 кГ/мм2 при этом разрушалась, главным образом, матрица, а разрушение по поверхности раздела и расщепление волокон играли незначительную роль. Как отмечают авторы, высокие значения поперечной прочности обусловлены хорошей связью между лентами, полученными плазменным напылением, что, в свою очередь, приводит к прочной связи как в пределах собственно матрицы, так и между волокном и матрицей. [c.225]

Крайдер и Марчиано [48], исследуя прочность композитов алюминий — борсик при растяжении и сжатии, установили, что она заметно зависит от вида нагружения. В случае объемной доли упрочнителя 50% пределы прочности при растяжении и сжатии составляли соответственно 112 и 208 кГ/мм [48]. Сжимающая нагрузка воспринимается волокнами упрочнителя непосредственно, а растягивающая передается через поверхность раздела путем сдвига. Вследствие этого разрушение композита при одноосном сжатии представляет собой один из типов разрушения при испытании на выгибание. [c.250]

К аналогичным результатам приводят и результаты испытаний на растяжение [4, 34] или на ползучесть при постоянной нагрузке [8] стержневого композита А1 — Al Ni. Образующаяся в процессе направленной кристаллизации поверхность раздела упрочнитель — матрица обеспечивает в этом композите эффективную передачу нагрузки от матрицы к армирующей фазе. Как и для системы AI — СиАЬ, прочность здесь может быть рассчитана на основе [c.258]

На основе результатов испытаний композитов с полиэфирной матрицей, армированных направленно расположенными углеродными волокнами, Харрис и др. [14] пришли к выводу, что Vs энергии разрушения расходуется на вытягивание волокон. В этих экспериментах поверхность волокон подвергали различным видам обработки, изменявшим прочность связи (последнюю оценивали косвенно — по величине прочности при межслоевом сдвиге). В случае наименее прочной поверхности раздела (минимальная сдвиговая прочность) волокна вытягивались на большую длину и энергия разрушения была выше. Аналогичные результаты были получены для композитов с эпоксидной матрицей, армированных углеродным, волокном [2, 42]. Фитц-Рендольф и др. [10], исследовавшие бор-эпоксидиые композиты, заключили, что значительный вклад в работу разрушения вносит и энергия разрушения волокна, и работа вытягивания разрушенных волокон из эпоксидной матрицы. По мнению Меткалфа и Кляйна [27], при данной прочности волокон с ростом коэффициента ее вариации усиливается тенденция к разрушению волокон в точках, далеко отстоящих друг от друга, что-должно привести к увеличению вязкости разрушения (рис. 11). [c.281]

Простейшие слоистые материалы состоят из связанных гомогенных изотропных пластин. При изготовлении этих материалов слабые плоскости можно располагать благоприятным образом — так, чтобы обеспечить высокую вязкость разрушения композита. Рассмотрим идеализированный слоистый материал, изображенный на рис. 25. Поле напряжений перед трещиной задается уравнением (2). На небольшом расстоянии перед вершиной трещины развиваются поперечные растягивающие напряжения 0 . Они, в сочетании со сдвиговыми напряжениями Хху (возникающими при любых зиачениях угла 0, кроме 0=0°), могут вызвать межслоевое разрушение. Маккартни и др. [24] изучали сопротивление развитию трещины слоистого материала из высокопрочной стали (203 кГ/мм ) для случаев низкой, средней и высокой прочности связи. Связь низкой прочности (3,5—7,0 кГ/мм ) обеспечивали с помощью эпоксидных смол, а также оловянного и свинцово-оловянного припоя, связь средней прочности (38—60 кГ/мм )—с помощью серебряного припоя, а высокопрочную связь (140 кГ/мм ) — путем диффузионной сварки слоев. Во всех случаях при испытании на ударную вязкость по Шарпи образцы разрушались лишь до первой плоскости соединения слоев. Остальная часть образца сильно деформировалась и расслаивалась по той же поверхности раздела, но не разрушалась. Сходные результаты получил и Эмбе-ри с сотр. [9]. Если прочность связи уступает прочности листов, то происходит торможение трещины. Ляйхтер [23], однако, установил, что охрупчивающая фаза, возникающая при использовании некоторых твердых припоев, может существенно снизить вязкость разрушения. [c.296]

Развитию представлений о поверхности раздела в системах Ni-сплав — AI2O3 способствовали и другие исследования процессов смачивания и адгезии. Риттер и Бёртон [40] изучали влияние газовой среды и легирующих элементов Сг и Ti на поверхностное натяжение и краевой угол никеля и его сплавов на подложках из сапфира при 1773 К. Газовая среда не оказывала заметного влияния на Yjk и краевой угол в случае контакта чистого никеля с сан-фиром. Результаты, полученные для сплавов, согласуются с предыдущими исследованиями. Уменьшение краевого угла для сплава в среде аргона по сравнению с водородной средой, возможно, обусловлено большим содержанием кислорода в аргоне. Результаты испытаний на сдвиг показали, что прочность связи выше при использовании никеля, выплавленного в кислородсодержащей атмосфере, чем никеля, выплавленного в отсутствие кислорода. Предполагается, что этот эффект связан с возможным образованием шпинели на поверхности раздела. [c.327]

К косвенным методам определения адгезионной прочности на поверхности раздела относятся испытания материала на прочность при межслойном сдвиге и растяжении в поперечном направлении. Данные о прочности композитов при межслойном сдвиге-приведены в работах [ЙО, 27]. Установлено, что микроструктура волокна с учетом его модуля упругости и метода обработки поверхности влияет на межслойную сдвиговую прочность материалЭ и, следовательно, на адгезионную прочность. Зависимость прочности композита при межслойном сдвиге от модуля упругости необработанного волокна изучена Гоаном и Прозеном 27]. [c.57]

Изучалась температурная зависимость прочности ко<мпозита при межслойном сдвиге. Как видно из рис. 34, межслойная сдвиговая прочность остается почти неизменной в интервале температур от —54 до 82 °С. Когда температура достигает 177 °С, прочность снижается почти до нуля. Следует отметить, что адгезионная связь, судя по результатам измерения прочности при межслойном сдвиге, продольном сжатии и статическом изгибе, не чувствительна к нагреву до температуры, вдвое меньшей, чем температура отверждения композита. При более высокой температуре адгезия на поверхности раздела постепенно ослабевает. Испытания на предел проч1ности при продольном сжатии и межслойном сдвиге указывают на аналогичное поведение. [c.76]

На рис. 35 показано влияние влаж1НОЙ среды на адгезионную прочность по поверхности раздела, измеряемую по энергии разрушения композита при сдвиге. Можно видеть, что влага разрушающе действует на адгезионное соединение, особенно при повышенной температуре. Результаты испытаний композитов во влажной среде приведены также в работах [26, 67, 34]. [c.76]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...