西安交通大学学报JOURNALOFXI'ANJIAOTONGUNIVERSITY文章编号:0253-987X（2001）09-0970-04短纤维玻璃陶瓷基复合材料的静疲劳行为高积强，乔冠军，金志浩（西安交通大学材料科学与工程学院，71（X149,西安）摘要：研究了不同介质中单向短纤维增强玻璃陶瓷基复合材料的静疲劳行为.结果表明，复合材料的疲劳指数和疲劳极限均高于陶瓷基体,Nicalon纤维增强复合材料在水介质中的静疲劳性能耍优于碳纤维增强复合材料.认为应力腐蚀导致的纤维/基体间的界面弱化是影响复合材料静疲劳行为璽的要因素，界面弱化有利于提高强界面结合复合材料的静疲劳强度.关键词：短纤维;玻璃陶瓷;静疲劳中图分类号：TQ174文献标识码：AStaticFatigueBehaviorofShortFiberReinforcedGlass-CeramicCompositesGaoJiqiang,QiaoGuanjun,JinZhih（u）（SchoolofMak'rialScienceandEriginmiiig,Xi'anJiaolongUniversity,Xi'an710049,China）Abstract:Thestaticfatiguebehaviorsofunidirectionalshortfiberreinf（）rcedglass-ceramicniatnxcompositesunderdifferentmediumwereinvestigated・Tlieresultsshowthatthefatigueindexandlimitofcompositesaremuchhigherthanthatofpureglass-ceramic.ItwasdiscoveredthatstaticfatiguepropertyofNicalonfiberreinforcedcompositeinwaterismuchbetterthanthatofcarbonfiber-reinforced・composite・Itisconsideredthatllieweakeningoffil）er/matrixsurfaceresultedfromstresserosionisanimportantfactoraffectingcomposite'sstaticfatiguebehavior,andcouldenhancestaticiatigiiestrengthofcompositewithstrongerfiber/matrixinter---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---第35卷第9期2001年9月Vol.35NQ9Sep.2001---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---face.Keywords:shortfiber；glass-ceramic；staticfatigue结构材料除强度、刚度和韧性之外,所必须考虑的重要性能指标之一是材料的便用寿命，而直接测定陶瓷材料（包括陶瓷基复合材料）的疲劳寿命足十分困难的.在研究陶瓷材料的疲劳性能时，经常根据加载方式的不同将陶瓷疲劳分为循环疲劳、静疲劳与动态疲劳，其中静疲劳研究方法具有简便易行的特点.影响脆性陶瓷材料疲劳寿命的主要因素是材料收稿日期、：2O（^O1~O3.作者简介：髙积强（1951〜），男,目（946982如满婺甕通大学科学研究基金资助项目.晶体结构所决定的脆性断裂特征以及与此相关的低可靠性.纤维增强陶瓷基复合材料不仅有利于提高基体材料的强度，也有利于提高材料的裂纹扩展抗力，有效降低材料发生灾难性断裂的可能性，改善材料的抗疲劳性能.纤维、基体以及纤维/基体之间的界面耦合特性是决定纤维增强陶瓷基复合材料性能的关键，载荷形式与外部环境条件的变化除了直接影响基体的疲教授,博士生导师.基金项目：国家教委博士点基金资助项劳行为之外，更重耍的是通过对纤维、基休界面的作用，影响纤维增强陶瓷基复合材料的疲劳行为川.本文对单向短纤维增强玻璃陶瓷基复合材料在空气与水介质中的静疲劳行为进行了研究，并从纤维/基体界面静疲劳应力腐蚀的角度对试验结果进行了讨论.1试验方法与结果分析以Li2O-AI2O3-8SiO2（LAS）为基本成分，加入适量成核剂，使用化学纯原料均匀混合后在1600T高温电阻炉中熔化.将熔融物出炉水淬、球磨,得到玻璃陶瓷粉状基体原料.采用流延法制备单向预浸片并叠层热压⑵叫将热压毛坯加工成30mmx2nunxl.5mm的试样.试样分别含30%体积分数的2mm碳纤维或3mm碳化硅（Nicalon）纤维，纤维取向沿试样长度方向（见图1）.材料的平均弯曲强度苕如表1所示.静疲劳试验在自制小型试验机上进行，为三点弯曲加恒载荷，跨距为22mm,试样浸没在空气和水介质中（见图2）.表1复合材料与玻璃陶瓷基体的室温弯曲强度MPa基体碳纤维复合材料碳化硅纤维复合材料右84.0395.7298.1<7-/关系是研究复合材料疲劳性能的基础，将表达应力■寿命曲线的Basquin指数关系川取对数后，可以得到lg<7=+lg（7f-6_llg£（1）式中:/为静疲劳应力；/.为疲劳寿命；叭为札|应材料的平均弯曲强度"和K...