一种高温环境下碳化硅陶瓷基复合材料微区残余应力的测试方法技术

本发明专利技术涉及一种高温环境下碳化硅陶瓷基复合材料微区残余应力的测试方法，包括：(1)将碳化硅陶瓷基复合材料薄片放入内置加热元件的Raman光谱仪测试腔内，启动加热程序，升温至测试温度，启动激光电源并搜集样品各微区的Raman光谱数据；所述微区包括基体、界面和纤维；(2)利用绘图软件将Raman光谱数据绘制成图，标定材料微区的特征峰，利用重心法则计算特征峰的等效波长λ

【技术实现步骤摘要】
一种高温环境下碳化硅陶瓷基复合材料微区残余应力的测试方法


[0001]本专利技术涉及一种碳化硅陶瓷基复合材料微区残余应力的测试方法，特别涉及一种在复杂的高温环境下碳化硅陶瓷基复合材料微米尺度杀上残余应力的测试方法。

技术介绍

[0002]陶瓷基复合材料在具有出色的高温力学性能和耐腐蚀性能，在航空航天领域具有重大应用价值。通常，陶瓷基复合材料由纤维、基体和两者间的界面相组成，各结构单元在化学组成和物理性质上存在差异，在高温环境下由于热膨胀不匹配很容易产生残余应力。残余应力是陶瓷基复合材料产生裂纹、进而断裂失效的重要因素之一，已引起学术界和工业界的广泛关注。
[0003]目前已有多种残余应力测量方法，包括X射线衍射，中子衍射，Raman光谱和机械加载等。其中，X射线和中子衍射方法均通过测量平均热应变来获取残余应力，当样品中存在晶体学缺陷时，如位错、堆垛层错等，很难精确获得热应变。机械加载法也是测量残余应变常用方法，是一种接触破坏式的测量方法，而且其测试准确度受加载环境和人为操作因素限制。相比而言，Raman光谱法根据峰移可以直接测量残余应力本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高温环境下碳化硅陶瓷基复合材料微区残余应力的测试方法，其特征在于，所述碳化硅陶瓷基复合材料由纤维、碳化硅基体和界面相复合形成；所述高温环境的测试温度为1000℃～2000℃，环境气氛为真空、空气或惰性气氛；所述碳化硅陶瓷基复合材料微区单元在高温环境下的残余应力的测试方法包括：(1)将碳化硅陶瓷基复合材料薄片放入内置加热元件的Raman光谱仪测试腔内，启动加热程序，升温至测试温度，启动激光电源并搜集样品各微区的Raman光谱数据；所述微区包括基体、界面和纤维；(2)利用绘图软件将Raman光谱数据绘制成图，标定材料微区的特征峰，利用重心法则计算特征峰的等效波长λ
b
；(3)先根据在高温环境下Raman特征峰等效波长λ
b
与常温态标准波长λ0的差值，得到Raman峰频移Δλ，再根据残余应力σ
r
与频移Δλ的线性定量关系σ
r
＝C
×
Δλ，得到残余应力σ
r
值。2.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述碳化硅陶瓷基复合材料薄片的尺寸最大边长≤6mm，厚度≤2mm。3.根据权利要求1或2所述的测试方法，其特征在于，所述碳化硅陶瓷基复合材料薄片的制备方法为：利用金刚石切割机将碳化硅陶瓷基复合材料切成薄片样品，将切割好的薄片样品进行超声清洗、干燥、抛光；所述超声清洗所用清洗剂为乙醇、丙酮或去离子水中的至少一种，超声频率为1KHz～1000KHz，超声清洗的时间为5～30min；所述烘干的温度80℃～130℃，时间为1～24小时。4.根据权利要求3所述的测试方法，其特征在于，所述抛光的步骤包括：将超声清洗和干燥后的在薄膜样品放入镶嵌机中，加入镶嵌料，制备得到镶嵌样，所述镶嵌料为树脂；将制备的镶嵌样放在抛光机上进行抛光；用金刚石抛光液去除表面划痕；将抛好的镶嵌样放入碳管炉中裂解，以去除镶嵌料，得到碳化硅陶瓷基复合材料薄片；所述裂解的温度为600～900℃，时间为30～60分钟，裂解气氛为氩气，流量为5～15L/min。5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈小武，董绍明，张翔宇，杨金山，胡建宝，廖春景，秦浩，薛玉冬，
申请(专利权)人：中国科学院上海硅酸盐研究所，
类型：发明
国别省市：