李宝峰 郑 坚 倪新华 孙 涛 付云伟

军械工程学院，石家庄，050003

0 引言

20世纪80年代中期发展起来的纳米陶瓷是纳米材料的重要组成部分，纳米陶瓷的出现为陶瓷增韧带来了新的希望，纳米复相陶瓷已成为近年来陶瓷材料领域的研究热点之一，具有发展成为一种新型结构材料的良好前景［1－2］。用自蔓延高温合成（SHS）技术可制备出含纳米纤维和相变粒子的亚共晶纳米相变复相陶瓷［3］，通过压痕实验发现该复相陶瓷具有较大的断裂韧性和较高的塑性形变行为［4］。其组织结构以含纳米纤维的棒状共晶团为基体，并在复合共晶体周围分布有少量的可产生相变的二相粒子，这种材料优良的综合性能在工程实际中具有巨大的发展潜力和广阔的应用前景。为了使其广泛应用，必须进一步开展更加深入系统的基础理论研究工作，特别是细观力学行为研究。目前，一些学者对这种复合材料的刚度和裂纹相变增韧已进行了较深入的研究［5－8］，如何建立复合材料的强度同纳米纤维的含量、长径比等细观结构参数之间的关系，并进而正确预报复合材料的强度是一个困难的问题。纤维共晶结构复合材料类似于方位随机短纤维复合材料，本文依据短纤维复合材料的强度分析，根据剪滞法［9－10］建立了棒状共晶团的细观强度模型，考虑棒状共晶团方位的随机性和长径比的分布规律，得到了复合材料的外载拉伸应力与复合共晶体表面剪应力、棒状共晶团的含量、共晶团长径比的关系，进而得到了以棒状共晶团为集体的复合材料的强度与共晶团界面极限剪应力之间的理论表达式。……