复合材料失效分析（Failure analysis）

复合材料，是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观(微观)上组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等。

失效模式

断裂，变色失效，腐蚀，机械性能不足等

常用手段

无损检测：

射线检测技术（X射线、γ射线、中子射线等），工业CT,康普顿背散射成像（CST）技术，超声检测技术（穿透法、脉冲反射法、串列法），红外热波检测技术，声发射检测技术，涡流检测技术，微波检测技术，激光全息检验法等。

成分分析：

X射线荧光光谱分析(XRF)等，参见高分子材料失效分析中成分分析。

热分析：

重分析法（TG）、差示扫描量热法(DSC)、静态热机械分析法(TMA)、动态热机械分析(DMTA)、动态介电分析(DETA)

破坏性实验：

切片分析（金相切片、聚焦离子束（FIB）制样、离子研磨（CP）制样）

为避免失效，复合材料成型过程中应注意以下事项

1、碳纤维复合材料层间强度低，易在切削力的作用下产生分层，因此钻孔或切边应减小轴向力。钻孔要求高转速、小进给，加工中心转速一般在3000~6000r/min，进给量达到0.01~0.04mm/r，钻头选用三尖两刃或两尖两刃形式较好，锋利的刀尖可先将碳纤维层划断，两刃对孔壁起到了修补作用，镶金刚石的钻头锋利与耐磨性俱佳。复合材料与钛合金夹层的钻孔是个难题，一般采用整体硬质合金钻头，按钻削钛合金的切削参数进行钻削，从钛合金侧先钻，直至钻通，钻削时加润滑剂，缓解复合材料烧伤。波音公司专门研制了PCD组合钻头用于夹层的钻孔。

2、三类新型整体硬质合金复合材料加工专用铣刀的切削效果更好，它们都有一些共同特点：刚性高，螺旋角小，甚至是0°，专门设计的人字形刀刃，都可以有效减小加工中心轴向切削力，减少分层，其加工效率与效果都很好。

3、复合材料切屑为粉状，对人体健康危害大，应采用大功率吸尘器吸尘，采用水冷也可有效降低粉尘污染。

4、碳纤维复合材料构件一般尺寸较大，形状结构复杂，硬度和强度都很高，属于难加工材料。切削过程中切削力较大，切削热不易传出，严重时会烧焦树脂或使树脂软化，刀具磨损严重，因此刀具是碳纤维加工的关键，其切削机理更接近于磨削而非铣削，所以，加工中心切削线速度通常要大于500m/min，采用高转速小进给策略。切边加工刀具一般选用整体硬质合金滚花铣刀、电镀金刚石颗粒砂轮、镶金刚石铣刀、铜基金刚石颗粒锯片。

有关ic产品相关的知识还需了解,欢迎您前来咨询,相关内容知识与检测服务为您解答疑虑,详情内容咨询百检检测