[實(shí)用新型]一種金屬基復(fù)合材料界面法向拉伸試驗(yàn)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201920174720.8
• 申請日: 2019-01-31
• 公開（公告）號: CN209841651U
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳西輝;孫志剛;陳壯壯;宋迎東;熊嚴(yán);劉茜
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G01N19/04
• 分類號: G01N19/04;G01N3/08;G01N3/06
• 代理公司: 32249 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 陳國強(qiáng)

本實(shí)用新型公開了一種金屬基復(fù)合材料界面法向拉伸試驗(yàn)裝置，該裝置包括測試試樣、裝夾裝置、掃描電子顯微鏡、拉伸機(jī)構(gòu)；所述測試試樣包括纖維、上基體、下基體，纖維位于上基體和下基體之間，且纖維與上基體、下基體接觸處為界面；所述裝夾裝置用于裝夾測試試樣，裝夾裝置包括相向設(shè)置的上固定夾套和下固定夾套；所述掃描電子顯微鏡其位于裝夾裝置一側(cè)，并對著上固定夾套和下固定夾套之間的孔隙，用于觀察測試試樣；所述拉伸機(jī)構(gòu)包括與上固定夾套連接的吊環(huán)，與下固定夾套連接的固定部件，吊環(huán)與納米拉伸測試系統(tǒng)的吊鉤連接，用于對測試試樣進(jìn)行拉伸。本實(shí)用新型裝置結(jié)構(gòu)簡單，易于安裝、拆卸，試驗(yàn)操作難度小。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及金屬基復(fù)合材料界面法向拉伸試驗(yàn)裝置，屬于連續(xù)纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料測試技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

金屬基復(fù)合材料(Metal Matrix Composites，簡稱MMCs)作為航空發(fā)動機(jī)壓氣機(jī)部件的重要候選材料，目前已得到業(yè)內(nèi)的廣泛關(guān)注。MMCs是以金屬或者金屬間化合物為基準(zhǔn)的基礎(chǔ)上增加增強(qiáng)相所構(gòu)成的復(fù)合材料。按增強(qiáng)體可以劃分為連續(xù)纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料(Continuous Fiber Reinforced Metal Matrix Composites，簡稱CFRMMCs)和非連續(xù)纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料(顆粒、短纖維、晶須增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料)。目前，在航空發(fā)動機(jī)上應(yīng)用最多的為CFRMMCs。CFRMMCs作為一種新型復(fù)合材料，不僅綜合了金屬材料良好的韌性、高強(qiáng)度和陶瓷纖維的耐高溫性、高硬度等優(yōu)良性能，而且彌補(bǔ)了金屬材料硬度低、比重大的缺點(diǎn)及陶瓷纖維脆性大的不足，已逐漸成為航空渦扇發(fā)動機(jī)高性能中溫部件的重要候選材料。

復(fù)合材料由纖維、基體及界面組成，界面是指復(fù)合材料的基體與增強(qiáng)纖維之間化學(xué)成分有顯著變化的、構(gòu)成彼此結(jié)合的、能起載荷等傳遞作用的微小區(qū)域。界面的結(jié)構(gòu)與性能對復(fù)合材料整體的性能影響很大。而金屬基復(fù)合材料的界面粘結(jié)強(qiáng)度是決定該材料力學(xué)性能的重要指標(biāo)，從很大程度上說，界面粘結(jié)性能的好壞可以決定整個構(gòu)件的使用壽命。界面粘結(jié)性能需要通過拉伸試驗(yàn)來測試。

現(xiàn)有技術(shù)中，公開號為CN 106950176 A的專利申請公開了“一種測試架空輸電線路覆冰與導(dǎo)線截面法向結(jié)合強(qiáng)度的裝置和方法”，提出了一種測試覆冰與圓柱表面的導(dǎo)線界面法向結(jié)合強(qiáng)度的裝置與方法，但是其只能測量較大尺寸界面的粘結(jié)強(qiáng)度；公開號為CN105842159 A的專利申請公開了“多角度界面粘接強(qiáng)度測試裝置及其測試方法”，能夠表征與考核固體火箭發(fā)動機(jī)界面在不同角度地粘結(jié)強(qiáng)度，但是無法測量微納米級的纖維與基體界面法向粘結(jié)強(qiáng)度；公開號為CN 102494997 A的專利申請公開了“一種顆粒金屬基的復(fù)合材料界面結(jié)合強(qiáng)度的檢測方法”，提出一種制備復(fù)合材料試樣并對顆粒進(jìn)行剝離的方法，但是僅僅局限于對顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料界面結(jié)合強(qiáng)度的測試。

因此，有必要提出一種適用于測量連續(xù)纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料界面法向拉伸試驗(yàn)裝置。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供金屬基復(fù)合材料界面法向拉伸試驗(yàn)裝置，以適用于連續(xù)纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料界面法向拉伸試驗(yàn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：

一種金屬基復(fù)合材料界面法向拉伸試驗(yàn)裝置，包括測試試樣、裝夾裝置、掃描電子顯微鏡、拉伸機(jī)構(gòu)；其中：

所述測試試樣包括纖維、上基體、下基體，纖維位于上基體和下基體之間，且纖維與上基體、下基體接觸處為界面；

所述裝夾裝置用于裝夾測試試樣，裝夾裝置包括相向設(shè)置的上固定夾套和下固定夾套，上固定夾套內(nèi)設(shè)置有一對上墊片，下固定夾套內(nèi)設(shè)置有一對下墊片，上固定夾套和下固定夾套中均設(shè)置有鎖緊裝置，用于將測試試樣緊固在上固定夾套和下固定夾套內(nèi)；上固定夾套和下固定夾套之間有孔隙，測試試樣的纖維及界面位于該孔隙中；

所述掃描電子顯微鏡其位于裝夾裝置一側(cè)，并對著上固定夾套和下固定夾套之間的孔隙，用于觀察測試試樣；