表I纤维加入置对强度及抗热震性的影响Table1Effectoffibreadditiononstrength纤维加人量/%抗折强度/MPa热5次后残余强度/MPa残余强度保持率/%来陈蓓女，丨％7年生，博上研究生。

　　收稿修回日期：200卜02人对热震稳定性的影响较显著，但较多纤维的引人，将会影响颗粒之间的结合性，纤维的弹性直接影响烧结体的致密性并使强度下降。所以纤维含量控制在8%以内，可达到较好的增强、增韧作用。

　　2.2不同热震温差下强度变化及裂纹扩展选择纤维加入量为0和8%的两组试样，热震温差Ar试样为30mmX30mmx5mm小方块试样，用光学显微镜观察裂纹形成及扩展情况。

　　从可以看出，不加纤维的试样在Ar =400尤时，强度下降较多，之后随着温差逐渐加大，强度呈现较快下降趋势，当=1000t时，强度只有3MPa左右，可以认为该试样的临界热震温差矣400添加8%纤维的试样强度是逐渐下降的，但没有发现强度突然下降，可以判断其临界热震温不同热震温差处理后试样的抗折强度裂纹观察试验发现，不加纤维的试样在Ar =400时出现<1mm细小裂纹，当A77=600T时，裂纹从1mm扩展至3mm，随着温差加大，裂纹继续伸长，到= 1000弋时裂纹已扩展到15mm长，且裂纹沿纵深走向发展，有两条裂纹已经穿透试样厚度，随热震次数增多，直接导致试样断裂。（a）是Ar =1000T时不加纤维的试样，裂纹走向是沿直线发展的，裂纹发展速度极快。（b、c、d）是A71 =1000t时加8%纤维试样的裂纹扩展情况。加8%纤维的试样，出现裂纹的热震温差是800随着热震次数增加，热震温差的加大，裂纹的扩展速度极慢，经过5次A71 =1000T的热震后，裂纹仅扩展1mm，且裂纹延伸方向是弯曲的，遇到大颗粒和纤维后，裂纹扩展受到阻碍将绕道而行。

　　从上面分析可以看出，裂纹形成及扩展情况与抗折强度的变化规律是相一致的。

　　不同试样在/ =1000时的裂纹扩展照片（x100）2.3纤维增强材料的抗热震损伤机理材料在破坏的全过程中，经历着裂纹成核，微小裂纹的形成、扩展终至破坏的各个阶段。在初始阶段，裂纹的成核是主导方面，之后，裂纹的扩展是主导方面。有的材料，一旦裂纹成核，即断裂，有的材料，存有较大的裂纹，裂纹需扩展一个过程才能断裂，从而显示了不同的热震破坏机理。对纤维增强复合耐火材料热震破坏断裂理论还未见报道，本文利用Hasselman抗热震损伤理论，综合海氏理式与裂纹扩展之间的关系式，以此解释纤维复合耐火材料临界温差与裂纹扩展的关系，说明其抗热震破坏机理。

　　表示材料抗热震能力的临界温差A7；除与其物理参数有关外（如，a等），还取决于材料内的裂纹宽度、密度等，海氏应用Griffith断裂理论推导了它们之间的关系。因为平板是处在恒应变下，热应力并不做使平板位移的功，因此系统的总能量u为热弹性应变能％和总断裂表面能之和，BP：Barry推导了裂纹板的弹性模量rff与无裂纹板弹性模量之间的关系：长3为断裂表面能。

　　整理得：将（5）式改写成<，裂纹失稳，扩展；>，裂纹稳定，不能扩展；=，裂纹处于临界状态。将（2）、（3）式代人（4）式，并令=0得：（与材料物理性能有关的参数），则A7；为纵坐标，裂纹半长C为横坐标作图得。

　　从图中可以看出，曲线上每一点（C，/3表示一定的初始裂纹长度相对应的临界温差。若实际温差高于临界温差，裂纹就失稳扩展，图中虚线是表示初始裂纹长度Q与经温差作用而扩展的末裂纹长度Cf之间的对应关系（公式略）。

　　不同的初始裂纹长度的扩展存在不同的态势：较短时，存在动态扩展和扩展后的亚临界状态，这相当于不含纤维试样的裂纹扩展情况。对于C.，即使在A7；。也是不稳定的。环境或其他因素的作用，致使C.有微量的增长，因曲线的走形是每况愈下，A7；愈来愈小，因此裂纹扩展是自动的，对A7；。

　　稍有增量，CQ急速扩展长大到C."位置。当到达C时，处于亚临界位置，继续提高温差，裂纹继续扩展，直至断裂。从以上分析可知，Q愈小，动能愈大，扩展愈快，Cf愈大（终止裂纹长度）。

　　增强复合材料的裂纹扩展方式极为一致。

　　说，热震温差与制品内存在的裂纹原始长度和密度呈正比的关系，裂纹密度较大，且初始裂纹长度C. >Cm，裂纹的扩展呈现出随温差提高裂纹连续地缓慢地呈准静态方式扩展。一定数量适宜长径比的纤维加入在复合材料内形成大量的微裂纹，通过调节纤维长径比，可以控制微裂纹C.的大小，为裂纹的准静态扩展创造适宜的条件。也就是说，纤维加人形成大量微裂纹为热震性提高作出贡献，这是纤维的增强增韧作用机理之一，也是比较重要的一点。另外，纤维能传递承担载荷，使裂纹发生偏转、转移，为裂纹发展提供阻力，阻碍裂纹的进一步发展，这是纤维增强增韧作用之二。

　　通过以上分析可以知道，纤维通过微裂纹增韧，载荷传递转移作用等较大幅度提高复合材料的抗热震性能及综合使用性能。

　　3结论~10%，将显著提高耐火材料的抗热震性。

　　不添加纤维的试样，裂纹呈直线扩展，且裂纹扩展速度较快，强度呈突发性下降趋势；添加纤维的试样，裂纹呈静态方式缓慢扩展，裂纹扩展是弯曲的，遇到纤维绕道而行，强度下降缓慢。

　　微裂纹增韧和载荷传递转移作用是纤维增强增韧作用机理。