连续SiC纤维增强钛基复合材料横向强度分析

连续SiC纤维增强钛基复合材料(SiCf/Ti)具有良好的综合性能，但其横向性能低于钛合金基体。为了准确地预测SiCf/Ti复合材料的横向强度，北京航空制造工程研究所赵冰等人提出一种基于界面脱粘强度的计算模型。采用SiCf/Ti复合材料十字拉伸试件来测试复合材料的纤维/基体界面脱粘强度，并分析了热处理时间对界面脱粘强度影响规律，以及不同纤维之间界面脱粘强度的差别。复合材料横向拉伸试件采用箔-纤维-箔方法制备，每个试件的纤维层数为10层，纤维体积分数为30%左右。在不同温度条件下测试复合材料的横向拉伸强度，拉伸温度分别为 25、300、400、550℃。结果表明，国产SiCf/Ti-6Al-4V复合材料界面脱粘强度为169 MPa，高于进口SCS-6SiCf/Ti-6Al-4V复合材料的界面脱粘强度(68.5 MPa);随着热处理时间延长，SCS-6SiCf/Ti-6Al-4V复合材料的界面脱粘强度逐渐升高，而国产纤维增强Ti-6Al-4V复合材料的界面脱粘强度则降低;采用建立的计算模型，计算的国产SiCf/Ti-6Al-4V复合材料横向极限拉伸强度与试验值的偏差不超过3.5%。