上述实验研究表明，钢纤维与AlN晶须对硅碳棒碳化硅材料具有显著的增强增韧效果，尤其是原位生成的AlN晶须对材料力学性能的提高相当明显。为了探明其增强增韧机理，本文通过楔入劈裂试验和示差法高温应力一应变试验，根据载荷一位移曲线、应力一应变曲线和硅碳棒试样显微结构图片等分析材料内裂纹的形成与扩展行为，讨论钢纤维与AlN晶须对硅碳棒碳化硅材料的增强增韧机理。

       按照实验方法将钢纤维与原料混合均匀后制备的含钢纤维的硅碳棒碳化硅浇注料直接浇注成尺寸为100mmX 100mmX75mm的长方体硅碳棒试样，浇注后硅碳棒试样经自然养护24h后脱模，然后放入烘箱中于110℃烘烤24h后取出，最后在高温烧结炉中经1000 ℃保温3h(埋碳)烧成。

       采用三维切割机在烧后的尺寸为l OOmmX l OOmmX 75mm的长方体硅碳棒试样顶部中央切割出宽度为27mm、深度为22mm的槽，在槽的正中间切割出宽度为6mm,深度为12mm的预制裂缝，同时在硅碳棒试样两侧面正中间切割出宽度为6mm、深度为6mm的预制裂缝，以便于在劈裂过程中裂纹从顶部预制裂缝出发，沿侧面预制裂缝竖直往下扩展。切割后的硅碳棒试样示意图如图所示。

       楔入劈裂试验的主要装置包括液压试验机、1个楔形压头、2根滚动轴和2块传力垫片。将硅碳棒试样摆放在试验台上，首先在硅碳棒试样的顶部凹槽内两侧分别摆放传力垫片，将带有一定角度的楔形压头悬空于凹槽中间，再将两根滚动轴放置于楔形压头与传力垫片之间，并将楔形压头固定。采用液压试验机通过加载速率为Smm/min的恒位移加载方式对楔形压头进行加载，楔形压头向下运动过程中通过滚动轴将压力传递给传力垫片，传力垫片将楔形压头的竖向荷载Pv转化为水平荷载PH加载到硅碳棒试样上，从而实现对硅碳棒试样进行劈裂试验。其试验加载装置如图所不。

       液压试验机施加的竖向载荷Pv与硅碳棒试样承受的水平载荷PH具有如下关系式中，a为楔形压头侧面的的倾斜角度，本试验选取a=15“的楔形压头。本试验利用压力传感器记录竖向载荷Pv，同时采用位移传感器记录裂缝开口横向位移二，从而得到稳定的载荷一位移曲线。硅碳棒试样及测试设备按4.1方法制备出25mmX25mmX 140mm的长方体硅碳棒试样，硅碳棒硅碳棒试样经200 ℃烘烤24h后，在流动氮气条件下1000 ℃保温8h烧成。本试验测试了三组不同的硅碳棒试样，分别为未添加金属铝粉的硅碳棒碳化硅材料硅碳棒试样，标记为A硅碳棒试样;添加金属铝粉为6wt%的硅碳棒碳化硅材料硅碳棒试样，标记为B硅碳棒试样;添加金属铝粉为6Wt%、纳米金属F。粉为0.6%的硅碳棒碳化硅材料硅碳棒试样，标记为C硅碳棒试样。将硅碳棒试样放入高温炉中硅碳棒试样置于两个间隔为100mm的下支点上，采用加荷系统在硅碳棒试样中间施加载荷，将位移传感器置于两下支承点中间并与硅碳棒试样下表面接触。分别通过压力传感器和位移传感器测量上压头对硅碳棒试样施加的载荷以及硅碳棒试样的变形量。硅碳棒试样测试的装置如图所示。http://www.guitanbang.net.cn/

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