碳纤维增强层状木材陶瓷的界面结构及受力分析

来源期刊：无机材料学报2016年第9期

论文作者：孙德林 郝晓峰 洪璐 唐志宏 张绍明

文章页码：969 - 975

关键词：层状木材陶瓷;碳纤维增强;界面结构;应力分析;

摘    要：为了研究纤维增强木材陶瓷复合材料的界面结构与受力情况,利用液化木材、炭粉和碳纤维制备层状结构木材陶瓷。采用扫描电镜和高分辨率透射电镜对其基本结构与界面进行观测,并通过显微拉曼光谱检测拉伸试件G’峰的位移来判断界面的结合情况。同时,基于双线性软化本构模型,采用Abaqus软件对界面层在应力传递中的作用与方式进行了数值分析。扫描电镜与透射电镜的观测表明:碳纤维增强木材陶瓷具有清晰的层状结构,且无定形碳与玻璃碳之间存在强界面结合。拉曼光谱的测试发现:加压烧结试件拉伸后的G’峰向低波数的位移更大,证明加压烧结能够改善玻璃碳与碳纤维之间界面的结合强度。数值分析显示:在受力过程中,界面层对碳纤维与基体材料之间的应力传递起着重要作用,同时,随着界面层强度与厚度的增加,其所能承受的载荷增大,传递给基体材料的等效应力也随之增加。