相界面静态接合强度的评价。不论是陶瓷--陶瓷之间还是陶
瓷与金属之间的接合,或是附有中间层的接合,接合体可以 有多种组合形式。因此在实用上,装机试验是最直接的评价 方法。然而,评价形状和接合过程、判断接合方式的优劣等 都把设计收集基础数据作为研究的目的,因此应尽快地将评
价方法标准化。
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弯曲试样的代表尺寸如图11-1 所示。弯曲试样的尺寸、形状 与IIS-R1601(日本标准)精细陶瓷强度评价时所用试样相同。
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图10-1为典型的接合界面的破坏表面。接合体是用部分稳定化
Ti-Cu非晶态焊料将氧化锆-软钢接合而成的。
发生破坏形式可概括为: 焊料一氧化错界面的破坏; 氧化错材料内部的破坏; 焊料内部的破坏。 复杂的混合破坏过程
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氮化硅-Cu缓冲层-软钢接合体的四点弯曲试样断裂面模型 如图10-2所示。其中,破坏主要在界面的边缘部位,特别是在角 部发生,然后再向陶瓷内部迁移。这时因为存在于角部及其附近 区域的应力集中往往导致残余应力过大,使该部位因开裂而破坏 的缘故。
由于复合材料在微观组织上的不均匀性,当萌生的裂纹前 方遇到颗粒密集区时,扩展将发生偏转(如图a所示),偏向颗 粒较少的区域,使裂纹产生“瓶颈”,并沿颗粒富集区与贫 化区的界面向前扩展(如图b所示)。
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(Al3Zr+Al2O3)/A356复合材料原位拉伸过程中的裂纹扩展长大过程SEM 图 21
通 常 基 体 Al 的 塑 性 变 形 量 大 , 而 Al3Zr 和 Al2O3 硬度高、脆性大 , 难以变形。由于内生颗 粒尺寸细小,因此在变形初期,颗粒能随基体一起 产生协同作用,表现出较大的塑性,产生明显的滑 移带;但变形到一定程度,由于位错塞积和晶界阻 碍,使颗粒的协同运动受阻,因而在颗粒与界面处 产生较大的应力集中。当滑移的切应力大于颗 粒与基体的界面结合力时,则出现颗粒界面脱粘; 当滑移的切应力大于颗粒的剪切强度 ,则出现颗 粒破碎从而在颗粒处形成“孔洞”。“孔洞” 的长大、连接,则形成裂纹,其模型如图7所示。 当载荷进一步加大 , 裂纹将随之长大 , 裂纹的 长大方向具有选择性 ,这是由于制备的复合材料 在微观组织上的不均匀性 ,当裂纹前方为颗粒密 集区或是高应变区时 ,该区域产生的位错强化较 颗粒稀疏区显著,裂纹将会偏转,只有当载荷足够 高,才会通过这一区域,使裂纹扩展或连接。