Abstract
The mechanical properties of 2D ceramic composites fabricated bythe newly developed powder infiltration and subsequent multiple impregnation process were characterised by both 3-point flexure and tensile tests. These tests were performed with strain gauge and acoustic emission instrument. The woven fabric composites used for the test have the basic combinations of $Al_{2}$$O_{3}$ fabric/$Al_{2}$$O_{3}$ and SiC fabric (Tyranno)/SiC. Uniaxially aligned SiC fibre(Textron SCS-6)/SiC composites were also tested for comparison, The ultimate flexural strength and first-matrix cracking stress of SiC fabric/SiC composite with 73% of theoretical density were about 300 MPa and 77 MPa respectively. However, the ultimate tensile strengths of composite were generally one third of flexural strengths, and first-matrix cracking stress in a tension test was also much lower than the value obtained from flexure test. The lower mechanical properties measured by tension test were analysed quantitatively bythe differences in stressed volume using Weibull statistics. This showed that the ultimate strength and the firs-tmatrix cracking stress of woven laminate composites were mainly determined bythe gauge length of fibres and the stressed volume of matrix respectively. Incorporation of SiC whiskers into the matrix increased first-matrix cracking stress by increasing the matrix failure strain of composites.
새로 개발된 분말침투 및 연속 다중함침법에 의해 제조된 세라믹 섬유 복합체의 기 계적 물성을 3점 곡강도 빛 인장 시험을 통하여 평가하였다. 정확한 물성 측정을 위하여 strain g gauge 빛 acoustic emission 측정 장비가 사용되였다. 실험 시편은 $Al_20_3$직포$Al_20_3$와 SiC직포/SiC를 기본 재료로 하고 있으며, 일방향으로 배열왼 SiC 섬유(Textron SCS - 6)/SiC 복합체를 비교 목적으로 제작 시험하였다. 이론 밀도의 약 73%인 SiC 직포/SiC 복합체의 최대곡강도는 300 MPa이고, 기지내 균열이 처음 발생하는 응력은 77 MPa였다. 인장강도는 곡강도의 1/3 정 도의 낮은 값을 나타내였고, 인장 시험중의 첫번째 기지 균열 응력 또한 곡강도 시험에서 얻은 값보다는 상당히 낮은 값을 보여주였다. 곡강도 물성에 비교하여 상대적으로 낮은 인장물성은 WeibuH 통계 처리 방법에 의하여 응력을 받고 있는 부피의 차로 정량적으로 해석하였다. 해석 결과, 직포가 충으로 배열된 복합체의 최대 인장강도는 응력을 받는 섬유의 길이에 의존하며, 기지내 균열이 생기는 첫번째 응력은 응력을 받는 부피에 의해 결정됨을 보여주었다. SiC 휘스 커를 기지에 보장함으로써 복합체의 기지파괴 strain을 향상시키는 이유로, 첫번째 기지 균일 응력이 증가됨을 확인하였다.