ISSN:
1434-0860
Source:
Springer Online Journal Archives 1860-2000
Topics:
Technology
Description / Table of Contents:
Abstract The damage evolution of commercially available SiC-NicalonTM fiber-reinforced glass matrix composites under thermal shock and thermal cycling conditions in oxidizing atmospheres was investigated. The thermal shock tests involved quenching the samples from high temperatures (590–710°C) to room temperature in a water bath. For the thermal cycling tests the samples were quickly alternated between high temperature (T = 700°C) and room temperature air for different number of cycles. Both destructive and non-destructive techniques were employed to characterize the samples and to detect differences in behavior for the various thermal loading conditions. In thermally shocked samples, damage in the form of matrix microcracks was induced by quenching from intermediate temperatures, e.g. 660°C. The extent of damage increased with the number of thermal shock cycles, as detected by a decrease in the Young's modulus and a simultaneous increase in the internal friction measured non-destructively be a mechanical force resonance technique. In thermally cycled samples, material degradation was ascribed to porosity formation in the matrix as a consequence of the extended exposures at high temperatures. With increasing number of cycles, also interfacial oxidation was detected. An attempt was made also to explore the possibility of healing the induced microcracks in thermally shocked samples by an optimized post-thermal shock heat-treatment (annealing) schedule, exploiting the viscous flow of the glass matrix.
Notes:
Zusammenfassung Das Schädigungsverhalten von kommerziellen SiC-Nicalon TM faserverstärkten Glas-Matrix-Verbundwerkstoffen bei einer Thermoschockbelastung und thermischen Wechselbeanspruchung in einer oxidierenden Atmosphäre wurde untersucht. Die Thermoschockprüfung bestand aus Abkühlen von hohen Temperaturen (590°C–710°C) auf Raumtemperatur in einem Wasserbad. Bei der Wechselbeanspruchung wurde der Werkstoff in Luftatmosphäre von einer hohen Temperatur (T = 700°C) in Raumtemperaturumgebung eine definierte Anzahl von Zyklen bewegt. Zerstörende sowie zerstörungsfreie Prüfverfahren wurden zur Werkstoffcharakterisierung angewendet, mit dem Ziel die Unterschiede im Werkstoffverhalten bei verschiedenen Bedingungen der thermischen Belastung zu finden. Schädigung in Form von Matrixrissen wurde nach der Thermoschockbelastung beim Abkühlen von mittleren Temperaturen, ca. 660°C, festgestellt. Die Schädigung wuchs mit der steigenden Anzahl von Thermoschockzyklen, was durch einen Abfall des Elastizitätsmoduls bei gleichzeitigem Anstieg der inneren Reibung mittels mechanischer Kraftresonanzmethode zerstörungsfrei nachgewiesen werden konnte. Bei der Wechselbeanspruchung kam es zur Werkstoffdegradation aufgrund der Porositätsbildung in Folge eines länger andauernden Einflusses von hohen Temperaturen. Die Möglichkeiten der Heilung von Mikrorissen, die bei der Thermoschockbelastung entstanden sind, wurden untersucht. Hierzu wurde der beanspruchte Werkstoff einer optimierten Wärmebehandlung (Tempern), die zum viskosem Fließen des Glasmatrix führte, ausgesetzt.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1007/PL00010771
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