cc材料微观结构的CT分析

第２８卷增刊。

硅酸盐通。报。

００９年８月。

／ｃ复合材料微观结构的ｃｔ分析。

阚。晋，孟松鹤，王军。

１．哈尔滨工业大学，哈尔滨１５０第四军医大学，西安７１０

摘要：ｃ／复合材料具有复杂的内部微观结构，含有很多孔洞和裂纹，这些孔洞和裂纹对ｃ／ｃ复合材料的宏观性能有重要的影响。本文用高精度ｍｉｃ对ｃ／ｃ复合材料的内部结构进行了观测，发现使用ｍｉｃ能够获得无损的原位的ｃ／ｃ复合材料的内部微观结构特征。

通过观测发现在ｃ／ｃ复合材料的内部，纤维与基体界面上存在。

大量的脱层和裂纹，而在基体内部存在大量的空洞，而纤维柬内部的裂纹和空洞非常少见。在观测的基础上对ｃ／ｃ复合材料内部的脱层、裂纹和孔洞进行了统计分析，获得了它们尺度大小的概率分布函数，为进一步研究ｃ／ｃ复合材料的性能提供重要的依据。

关键词：ｃ／复合材料界面脱层；概率分布函数中图分类号：ｔｑ

文献标识码：ａ

文章编号增刊－０１

引言。／ｃ复合材料是一种三维多相体材料，具有非常复杂的内部微观结构，含有大量的孔洞、裂纹尤其在纤。

维束与基体的界面上存在大量的脱层。多年来国内外学者用很多方法对ｃ／ｃ复合材料的内部微观结构进。

行了观测分析，但是传统的观测分析方式都具有一定的局限性，例如扫描电镜只能获得材料的一个层面。

**项目：国家自然科学**。

作者简介：阚晋（１９男，博士研究生．主要从事复合材料力学评价的研究。

通讯作者：孟松鹤。

００专题**硅酸盐通报第２８卷。

每层扫描图像进行重构获得样品的三维整体结构信息。图２中的三个平面可以任意移动从而观察到材料内部的任意位置的微观结构。而传统的显微镜、扫描电镜则只能对材料的的某一层面进行观测，并且对材料的微观结构产生了严重的破坏。

通过实验观测发现在ｃ／ｃ复合材料内部基体中存在大量随机分布的孔洞，而基体和纤维束的界面上存。

在大量的脱层以及裂纹（如图３所示）。通过三维重构后的图像，也可以清晰的显示出基体中存在的孔洞以及界面上存在的大量的脱层与裂纹。

通过ｍｉｃ所获得的结构信息，对多向编织ｃ／ｃ复合材料基体内部存在大量的孔洞以及脱层的尺寸分布进行统计分析，获得概率密度曲线，将此曲线。

与正态分布、威布尔分布等分布的概率密度曲线做对比，选取最贴近实验观测结构信息的分布函数。例如对于基体内部的孔洞，经过统计分析其尺寸大小满足。

对数正态分布：

（ｒ，士ｒ，２｛一［

霄；图３ｃ复合材料的截面图像。

其中，为孔洞平均直径，为分布的标准偏差。在基体内部，由于ｍｉｃ的分辨率为８ｍ孔洞的。

形状近似于球形，因此可以统计直径为１０以上的孔洞，可以得到孔洞的平均直径５９．而均方根为。

５．６从而描述基体内部的孔洞的尺度分布特征。将此方法应用于多向编织ｃ／ｃ复合材料的界面脱。

层，对界面上存在的大量脱层和裂纹进行分析，可以获得脱层和裂纹的统计分布函数。

结论。本文利用最新快速发展的高精度ｍｉｃ系统对多向编织ｃ／ｃ复合材料的微观结构进行了观测分析，发现与传统的材料观测分析方法如扫描电镜等不同，高精度ｍｉｃ能够获得无损、完整、原位的内部结。

构。通过实验观察发现多向编织ｃ／ｃ复合材料内部存在大量的孔洞，而在纤维束和基体的界面上存在大量的界面脱层。在观测的基础上对基体内部的孔洞进行统计分析，获得其尺度分布规律。

为进一步通过多向。

编织ｃ／ｃ复合材料微观结构来分析其宏观性能提供了良好的依据。参。考。

文。献。