纤维拔出 其邻近所贮藏的应变能逐渐变成断裂表面能而使微裂 纹进一步扩展，使材料强度逐渐下降。如果裂纹的切 展终止于晶界缺陷处，则有提高材料强度的作用。 对于纤维增强，任何纤维都能承受一定的拉力， 都容易弯曲，基体一般来说只是作为传递和分散纤组 战荷的煤质。将纤维状的材料与树脂、金属、陶瓷等 结合在一起，都可以提高材料的抗拉强度。纤维增强 复合材料斯裂过程示意图见图918。在复合材料断裂 图9.18纤维增强复合材 过程中，纤维增强的机制主要有负载传递、预应力效 应、拨出效应、微裂纹化能量吸收和裂纹转向作用。 断裂过程示意图 因此复合材料的强度主要决定于纤维的强度、纤维与基体界面的黏接强度以及基体的剪切 强度等。 通常用增强*(F)来表征复合材料的增强效果。F是指粒子或纤维增强材料的平均 屈服强度与未增强基体的屈服强度之比。在纤维增强材料中，F通常是纤维体积百分率、 纤维直径、纤维平均拉伸强度、纤维长度、纤维纵横比、基体黏接强度和基体拉伸强度的 函数，与粒子分散型相比，纤维增强材料的F值较大，约为30-50，而粒子分散型的F值 通常在30以下 9.4.3陶瓷基复合材料 9.4.3.1午维增强陶瓷基复合村料 陶瓷材料强度高、硬度高、耐高温、抗氧化、耐磨损、耐腐蚀、热膨胀系数小，具有 普通金属材料、高分子材料所不具备的优异性能，是一类重要的工程材料。但是陶瓷材料 是脆性材料，作结构材料使用时缺乏足够的可靠性。因此需要对陶瓷材料进行增韧。制备 陶瓷基复合材料(CMC),通过相变增韧、颗粒弥散增韧、纤维及晶须增韧来可提高陶瓷 材料的力学性能，特别是脆性。在CMC的几种增韧形式中，ZO2相变增韧陶瓷在高温 (900℃以上)时会失去相变增韧的作用，颗粒（微米级）增韧陶瓷应用还不普遍。因此 晶须和纤维增韧是目前陶瓷增韧的主要方式。 A纤维增强陶瓷基复合材料 a纤维和晶须的种类 用于纤维增强陶瓷基复合材料(FRCMCs)的纤维和晶须的种类较多，实用的连续纤 维种类主要有四类：①氧化铝系列（包括莫来石）纤维。这类纤维的高温抗氧化性能优良 有可能用于1400℃以上的高温：②碳化硅系列纤维。包括化学气相沉积法制备的碳化硅纤 维和有机聚合物先驱体转化法制备的纤维。含碳量在90%以上的纤维称为碳纤维，通过高 温(2500-3000℃或更高温度)石墨化处理的碳纤维称为石墨纤维。低含氧量碳化硅纤维 (Hi-Nicalon)具有较好的高温稳定性，其强度在1500-1600℃温度下变化不大：③氨化硅系 列纤维。实际上是由Si、N、C和O等组成的复相陶瓷纤维，已有商品出售：④碳纤维。 碳纤维是研究最成熟，性能最好的纤维之一。在惰性气氛中，2000℃以下其强度基本不了 降。其他还有硼纤维、氧化锆纤维、氮化硼纤维、石英纤维等。用于陶瓷增强的晶须有碳 晶须、石墨晶须、氧化铝晶须、碳化硅晶须、氮化硅晶须等。 b陶瓷基体的种类 用于FRCMCs的陶瓷基体的种类很多，大致可分为以下三大类：①玻璃及玻璃陶瓷基 23