未來複合材料性能分析方法--拉曼光譜大有作為

未來複合材料性能分析方法--拉曼光譜大有作為

儀器信息網

2001/06/15 08:34:40 點擊 268 次

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法國宇航局、法國國家科研中心和美國國家航空航天局合作，研究出一種用拉曼光譜分析陶瓷複合材料性能的方法，將對降低未來陶瓷渦輪機械開發費用、提高其可靠性發揮重大作用。　　相對於金屬而言，陶瓷耐熱、抗高溫、重量輕、化學穩定性好，致使工業界把它視為未來渦輪機械中替代金屬合金的最佳材料，但它的脆弱性限制了它的應用可能性，這是它的微觀結構所決定的：陶瓷二元共價離子鍵是由兩個原子的電子耦合而成，如果應力超過離子鍵力，陶瓷就會斷裂。　　然而，陶瓷的不良特性可以通過微觀結構的控制來改變：在一種材料中加入兩種形式的陶瓷(例如將聚合預置後完全同質的高機械性能纖維與一種合適的基質)，控制纖維—基質界面(製造一種可靠又不脆的陶瓷基質複合材料CMC)。但是，這些複合材料的性能如果不進行微機械和物理化學雙重控制就無法最優化。因此法、美科學家合作研製了一套拉曼光譜設備，進行陶瓷的微機械和物理化學分析。他們用12微米直徑的碳化矽纖維與覆蓋著雙層氮化硼和碳化矽的纖維作為參照物，不僅測出了大量的CMC預應力狀態結果，還通過對覆蓋纖維表層材料納米結構的分析實現了纖維質量優化。　　將來，這些拉曼光譜參數可使工業界遠距離、不取樣就判斷出纖維抗斷裂能力，降低生產開發費用。　　目前這種分析方法已運用到歐洲航天工業金屬基質、有機基質的複合材料測試中，今後還要分析老化、腐蝕、應力下的複合材料拉曼光譜並建立圖像。　

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