疲勞裂紋擴(kuò)展試驗(yàn)準(zhǔn)備

1、疲勞裂紋擴(kuò)展和熱解碳復(fù)合材料的斷裂熱解碳在人工心臟瓣膜上的成功應(yīng)用已經(jīng)有了很長(zhǎng)一段時(shí)間的歷史了。穩(wěn) 定疲勞裂紋擴(kuò)展的證實(shí)使人們對(duì)丁了解什么情況下會(huì)發(fā)生穩(wěn)定疲勞裂紋擴(kuò)展現(xiàn) 象產(chǎn)生了濃厚的興趣。在人工心瓣的許多應(yīng)用中，制作材料都是采用的以石墨為 核心，以熱解碳為兩側(cè)表面的三層復(fù)合形式。這篇文章描述的實(shí)驗(yàn)就是針對(duì)研究 石墨、整體熱解碳和這種三層結(jié)構(gòu)的石墨與熱解炭的復(fù)合體進(jìn)行的。實(shí)驗(yàn)的主要目的是遵循 ASTM標(biāo)準(zhǔn)E647的實(shí)驗(yàn)步驟來(lái)確定疲勞裂紋擴(kuò)展 率。此外，在疲勞測(cè)試完成之后，也可以通過(guò)相同的試樣來(lái)確定平面應(yīng)變斷裂韌 性Kic。其測(cè)試的步驟遵循 ASTM標(biāo)準(zhǔn)E399.試驗(yàn)樣品實(shí)驗(yàn)樣品是一種對(duì)ASTM

2、標(biāo)準(zhǔn)E399的圓盤(pán)緊湊拉伸樣品DC （T）進(jìn)行了 改進(jìn)的試樣。這種樣品與標(biāo)準(zhǔn)樣品的稍微不同在丁它沒(méi)有被削平的部分也就是說(shuō) 沒(méi)有尺寸c,形狀上是一個(gè)完整的圓形。其公稱直徑為25.4mm,并且?guī)е粋€(gè)機(jī)械加工出來(lái)的4.8mm的裂紋，這個(gè)機(jī)械裂紋寬度為 0.2mm,其尖端圓角半徑 為0.1mm。（樣品的邊緣是否可以有涂層，對(duì)結(jié)果會(huì)有什么影響？）其中有一組復(fù)合試樣，（這里所說(shuō)的一組是復(fù)合樣品的哪一組，還是所有的復(fù)合樣品都是這種形式？） 其試樣中間有一個(gè)直徑為3.2mm的孔，所以其機(jī) 械裂紋的長(zhǎng)度名義上就變?yōu)?8.0mm。這個(gè)機(jī)械加工缺口越過(guò)中間孔向試樣背面 延伸了大約0.5mm。（這里有孔樣品與沒(méi)有孔

3、的樣品在實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果上有區(qū)別 沒(méi)有？）因?yàn)槭褂玫脑囼?yàn)樣品和ASTM標(biāo)準(zhǔn)的E399DC（T）樣品稍有不同，所以這里 把K1值作為裂紋尺寸的函數(shù)，并采用有限元分析去確定 K1值。（應(yīng)力強(qiáng)度因子 K1值與 K如何確定，可以直接讀出還是需要自己計(jì)算？）結(jié)果顯示，對(duì)丁 E399 樣品的描述同樣適用丁現(xiàn)在這種試驗(yàn)樣品， 并且誤差在2%范圍之內(nèi)。這樣的話， 所有的計(jì)算過(guò)程都可以依據(jù)E399DC（T）樣品的步驟來(lái)進(jìn)行。許多的實(shí)驗(yàn)圓片都是用中間是石墨、外圍涂層是熱解碳的三層復(fù)合材料制 成。因?yàn)閮煞N材料的彈性模量不同，所以在每一層上，給定的裂紋長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的 應(yīng)力強(qiáng)度因子也不盡相同。在這篇文章中，假設(shè)所有的圓盤(pán)都

4、具有一致的彈性模 量，根據(jù)E399計(jì)算出了所有的應(yīng)力強(qiáng)度因子的數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)材料石墨的樣品是由半導(dǎo)體石墨股份有限公司利用石墨塊切削加工制成的。根據(jù)鴇的含量分為兩個(gè)等級(jí)，AXF-5Q （含鴇0%）和AXF-5Q10W （含鴇10%）。 （這里石墨樣品的厚度為多少？）單片熱解碳樣品是這樣制成的：先在石墨圓盤(pán)兩側(cè)表面上涂覆0.69mm厚熱解碳涂層，被涂覆之后，沿石墨中間平面切開(kāi)，移除石墨基體只留下0.69mm厚的熱解碳圓片。制備這樣的五片樣品進(jìn)行試驗(yàn)。另外，準(zhǔn)備三組三層復(fù)合試樣進(jìn)行試驗(yàn)，三組都是熱解碳包覆在AXF-5Q（含鴇0%）或者AXF-5Q10W （含鴇10%）石墨上制成的，（這里所采用的石墨 到

5、底是含鴇的還是不含鴇的？?jī)烧叩膮^(qū)別是什么？）不過(guò)厚度不同。對(duì)丁第一組， 樣品整體厚度為1.50mm,（樣品厚度太小，引伸計(jì)怎么往上裝夾？） 其中石墨 厚度為1.00mm,熱解碳涂層厚度為 0.25mm,取四個(gè)試樣進(jìn)行試驗(yàn)。第二組試 樣中，試樣總厚度為 0.37mm，其中石墨厚度為 0.27mm,熱解碳涂層厚度為 0.3mm,也取其中四個(gè)試樣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。對(duì)丁第三組樣品，樣品整體厚度為1.73mm, 其中石墨厚度為0.35mm,熱解碳涂層厚度為 0.69mm,取其中五個(gè)試樣進(jìn)行試 驗(yàn)。這三組樣品中，兩側(cè)熱解碳總厚度與石墨厚度之比分別為0.5, 2.2和3.9。疲勞裂紋擴(kuò)展速率并非總是與試樣的幾何形狀

6、無(wú)關(guān)，試樣厚度的變化對(duì)疲勞裂紋擴(kuò)展速率的影響有可能增大、 減小或保持不變，因此，對(duì)試樣的厚度效應(yīng) 應(yīng)當(dāng)引起注意。（試樣的厚度效應(yīng)對(duì)結(jié)果的影響是什么？如果試樣很薄的話，影 響會(huì)怎樣？）實(shí)驗(yàn)過(guò)程實(shí)驗(yàn)是在MTS810型閉環(huán)液壓試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行的。裂紋長(zhǎng)度是通過(guò)樣品表面的顯微鏡進(jìn)行測(cè)量的，（顯微鏡的位置，精度為多少？） 裂紋長(zhǎng)度上0.25mm的變化都能夠被輕易的測(cè)量到。此外，在樣品的背部邊緣或者穿過(guò)機(jī)械加工缺口的前部邊緣貼好應(yīng)變片，（應(yīng)變片的位置以及引伸計(jì)） 這樣就可以隨時(shí)監(jiān)控應(yīng)變大小以及由丁應(yīng)變產(chǎn)生的裂紋長(zhǎng)度變化并且，利用有限元分析和驗(yàn)證試驗(yàn)就可以得出各個(gè)位置的應(yīng)變與裂紋長(zhǎng)度變化的關(guān)系。一般來(lái)說(shuō)，也可以

7、直接目測(cè)裂紋長(zhǎng)度和引伸計(jì)的數(shù)據(jù)。裂紋長(zhǎng)度每隔變化 0.2mm或者0.25mm就要被記錄一次， 同時(shí)還要記錄在這個(gè)裂紋長(zhǎng)度時(shí)相對(duì)應(yīng)的循環(huán)周期的數(shù)目。（裝載式樣的U型火具是否需要自己根據(jù)樣品厚度設(shè)計(jì)尺寸，另外夾具和樣品以及銷子之間的配合 是什么樣的？）預(yù)制疲勞裂紋的加力要求如下：（預(yù)制裂紋的長(zhǎng)度要求為多少？）a）頂 制 疲勞裂紋時(shí)應(yīng)使最大力Pmax的誤差控制在生5%以內(nèi)；b）預(yù)制疲勞裂紋最后一級(jí)的最大力值不得超過(guò)開(kāi)始記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)的最大力 值；c）為減少預(yù)制疲勞裂紋所用時(shí)間，可以先用比試驗(yàn)最大力值較高的力產(chǎn)生疲勞裂紋，但必須把較高的力分級(jí)降到試驗(yàn)最大力值，每級(jí)下降率不得大丁20%（疲勞預(yù)制裂紋時(shí)所

8、加的載荷是什么形式的，分級(jí)遞減是怎么回事？）預(yù)制裂紋之后，預(yù)制裂紋載荷形式？是否橫幅載荷就會(huì)被逐步降低至滿足ASTM標(biāo)準(zhǔn)E647的水平，而且裂紋的長(zhǎng)度也由 6mm變?yōu)榱?9mm。不斷施加循 環(huán)載荷直到驅(qū)動(dòng)裂紋擴(kuò)展率達(dá)到10-11m/cycle時(shí)，（裂紋擴(kuò)展率是自己計(jì)算得出還 是有儀器可以直接讀??？）開(kāi)始收集數(shù)據(jù)。保持這個(gè)載荷，一直到裂紋擴(kuò)展率達(dá) 到10-7m/cycle的時(shí)候，停止數(shù)據(jù)收集。然后將載荷降低，直到可以提供 10-11m/cycle的裂紋擴(kuò)展率時(shí)停止降低，開(kāi)始收集數(shù)據(jù)。然后保持這個(gè)載荷大小， 直到裂紋擴(kuò)展率再次達(dá)到10-7m/cycle的時(shí)候，停止數(shù)據(jù)收集。通過(guò)這種方式， 就能得到

9、符合大多數(shù)樣品的兩條曲線。（曲線是否可以自動(dòng)生成？） 不過(guò)這里沒(méi) 有試圖再去研究裂紋擴(kuò)展率低丁 10-11 m/cycl時(shí)的情況。所有的實(shí)驗(yàn)操作都是在 23C的空氣中或者37 C的生理鹽溶液中進(jìn)行的。37C的實(shí)驗(yàn)是在一個(gè)溫度保持在37± 1C的爐子中進(jìn)行，這樣就可以保持夾具， 樣品和溶液都能保持在37C。所使用的疲勞循環(huán)是頻率為50HZ的正弦曲線。所 有實(shí)驗(yàn)的載何比為 R=0.1 （ R=Pmin/Pmax）。當(dāng)疲勞試驗(yàn)完成之后，就可以通過(guò)改變 引伸計(jì)控制和行程控制 來(lái)確定斷裂 韌性Kic的值。載荷對(duì)比裂紋開(kāi)口量的關(guān)系都是根據(jù) ASTM標(biāo)準(zhǔn)E399的步驟利 用引伸計(jì)提供的裂紋開(kāi)口量得

10、到的。（能不能做完疲勞試驗(yàn)直接不換樣品進(jìn)行斷 裂韌性實(shí)驗(yàn)？）首先是預(yù)制疲勞裂紋，預(yù)制疲勞裂紋時(shí)可以采用載荷控制，也可以用位移 控制，但K。標(biāo)定對(duì)所用試樣及夾具的準(zhǔn)確度應(yīng)不低丁 5%。如果循環(huán)載荷保持 包定，則最大Ki值和Ki的幅度將隨裂紋長(zhǎng)度的增加而增加。預(yù)裂紋開(kāi)始時(shí)的最大疲勞載荷應(yīng)使應(yīng)力強(qiáng)度因子的最大值不超過(guò)材料Kic估計(jì)值的80%,疲勞載荷的最低值應(yīng)使最小載荷與最大載荷之比在0.1。試樣應(yīng)準(zhǔn)確地放置在加載夾具上，并應(yīng)保證其邊界條件與所使用的K1標(biāo)定相一致。預(yù)制裂紋時(shí)，一般采用正弦波加載，頻率多為實(shí)際上可以達(dá)到的最高頻率。在不存在有害介質(zhì)的情況下，只要頻率不超過(guò)100HZ就不會(huì)對(duì)疲勞預(yù)裂紋的

11、形成產(chǎn)生明顯的影響。預(yù)制疲勞裂紋的總循壞周次在104-106之間。在試樣的兩個(gè)側(cè)面上，垂直丁裂紋擴(kuò)展方向用鉛筆或其它工具畫(huà)兩條線， 其一與0.5w相對(duì)應(yīng)，另一條線距缺口較近，與第一條線間的距離應(yīng)不小丁缺口 加疲勞裂紋總長(zhǎng)度的2.5%，即0.0125W.當(dāng)疲勞裂紋長(zhǎng)大到第二條所畫(huà)的標(biāo)線位 置時(shí)，應(yīng)當(dāng)減小最火載荷或位移，使裂紋擴(kuò)展最后階段（即在裂紋總長(zhǎng)度最后的2.5%的距離內(nèi)），使疲勞循環(huán)應(yīng)力強(qiáng)度因子的最大值 Kmax60% Kq,同時(shí)調(diào)整最 小載荷或位移，使載荷比在0.1.然后，繼續(xù)疲勞循環(huán)加載，直到試樣兩側(cè)面的裂紋痕跡滿足本方法5.3.4款及圖8的要求為止。預(yù)制裂紋結(jié)束之后，開(kāi)始對(duì)試樣進(jìn)行斷裂

12、韌性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程包括1、測(cè)量試樣尺寸。式樣的斷面尺寸要在裂紋斷面處測(cè)量，測(cè)量 B和W,精度要準(zhǔn)確到0.0025mm或者0.1%W。2、安裝試驗(yàn)夾具3、安裝試樣和引伸計(jì)，并連線和調(diào)整儀器。根據(jù)預(yù)期的實(shí)驗(yàn)時(shí)的最大載荷和裂紋的張開(kāi)位移量，選擇儀器的量程，是 x-y函數(shù)記錄儀記錄的 曲線有足夠的幅值，以保證測(cè)量精度。一般來(lái)說(shuō)，記錄儀的放大比應(yīng) 使記錄曲線線性部分的斜率為 、緩慢加載。加載速率應(yīng)使應(yīng)力強(qiáng)度因子的增長(zhǎng)速率為 0.552.75MPAm0.5/s對(duì)丁 B=25mm,W /B=2的標(biāo)準(zhǔn)試樣，相應(yīng)的加載速率為0.301.49KN/s （31152kgf/s ）之間。（載荷大小與應(yīng)力

13、強(qiáng)度因子之 間的關(guān)系式是什么？）5、 斷口形貌觀察，在斷裂的試樣斷口上，用放大倍數(shù)為3050的測(cè)量顯 微鏡或者工具顯微鏡測(cè)量裂紋的長(zhǎng)度。因?yàn)橐话愕钠诹鸭y前緣呈圓 弧形，要求在試樣厚度的1/4,1/2,3/4三處測(cè)量，取其平均值作為有效 的裂紋長(zhǎng)度。結(jié)果疲勞裂紋擴(kuò)展率da/dN K的關(guān)系表示在圖1到圖3中。圖1到圖3分別顯示的是單一熱解碳，石墨和三組熱解碳包覆石墨材料的相應(yīng)數(shù)據(jù)。這三幅圖中所標(biāo)繪的數(shù)據(jù)遵循一個(gè)合理的線性關(guān)系，可以表示為：da/dN=C （ K） m疲勞裂紋擴(kuò)展速率的確定由（a,N幽據(jù)得到da/dN時(shí)，建議采用遞推多項(xiàng)式方法進(jìn)行局部擬合求導(dǎo)，以 確定疲勞裂紋擴(kuò)展速率和裂紋長(zhǎng)度的擬

14、合值隊(duì)任一試驗(yàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)（i ）即前后各幾點(diǎn),共fn +1 ”連續(xù)數(shù)據(jù)點(diǎn)，采用如下二次多項(xiàng)式進(jìn)行擬合求導(dǎo)：Ni -CiC21 "2Ni -C1C2式中1也室"Ci=!（Nf +NinC22-b1、b2是在。工 此2-1 .,C2 2（Ni* Ni_n ）， ai_n ±a±ai +系數(shù)b°、b1、b2是在何q ,a.區(qū)間按最小二乘法（即使裂紋長(zhǎng)度觀測(cè)值與擬 合值之間的偏差平方和最?。┐_定的回歸參數(shù)。擬合值房是對(duì)應(yīng)丁循環(huán)數(shù)Ni上的擬合裂紋長(zhǎng)度。參數(shù)C1、C2是用丁變換輸入數(shù)據(jù)，以避免在確定回歸參數(shù)時(shí) 的數(shù)值計(jì)算困難。在Ni處的裂紋擴(kuò)展速率由（7）式求

15、導(dǎo)而得：(8)b12b2 Ni -C1=r C 21C 2利用對(duì)應(yīng)丁 M的擬合裂紋長(zhǎng)度句計(jì)算與da/dN值相對(duì)應(yīng)的M應(yīng)力強(qiáng)度因子范圍的計(jì)算對(duì)CT試樣，."P2 . ：234.:K =3 2 0.8864.64':： -13.32':：，14.72：-5.6：B . W 1 Y式中：« =a/W。對(duì)丁 a/W大丁或等丁 0.2表達(dá)式有效。（這里CT樣品的計(jì)算公式能不能應(yīng)用在 DCT羊品上，誤差大約為多少？）通過(guò)分析每一樣品的曲線從而得到最符合的那條， 進(jìn)而得到C和m的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差，這些得到的數(shù)據(jù)都被統(tǒng)計(jì)在表1中。因?yàn)樵?3C的空氣中或者37C 的生理鹽溶液中

16、得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)似乎沒(méi)什么不同，所以這兩種環(huán)境下得到的數(shù)據(jù) 都可以用來(lái)計(jì)算C和m的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差。如果這三組涂覆圓盤(pán)樣品的曲線斜率 m不同的話，就需要用統(tǒng)計(jì)學(xué)的試驗(yàn) 方法來(lái)確定它們的差別。利用分位點(diǎn)為 0.975的F分布地方法去測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)差，結(jié) 果顯示三組樣品的斜率 m的標(biāo)準(zhǔn)差是相同的。然后用分位點(diǎn)為0.975的t分布去測(cè)量平均值，結(jié)果顯示第一組和第二組的平均值分別為 48.5和51.4,而第三組 的稍微大一些為65.3。其斜率值m,單一熱解碳的值為86.0,在統(tǒng)計(jì)學(xué)上大丁第 三組涂覆樣品的值。而石墨的斜率值卻低得多，只有 21.6。10典oao'e rNP'Dpd AXF-5Qf

17、t AXF-5Q樣 AXF-5Q1W* AXF-5Q1WO AXF-5Q10Wdelta K, Mpa /mdelta K, Mpa flv圖1:單一熱解碳的疲勞裂紋擴(kuò)展圖2: AXF-5Q 和AXF-5Q10W 石墨的疲勞裂紋擴(kuò)展疲勞裂紋擴(kuò)展閾值： Kth極限應(yīng)力強(qiáng)度， Kth是通過(guò)10-11m/cycle處的曲線推斷出裂紋擴(kuò)展率為 10-11m/cycle時(shí)的應(yīng)力強(qiáng)度決定的。（這里 Kth的值是不是就是10-11m/cycle所 對(duì)應(yīng)的應(yīng)力強(qiáng)度因子強(qiáng)度值，是否可以直接讀出）ASTM標(biāo)準(zhǔn)E647建議使用10-10m/cycle處或者最低數(shù)量級(jí)的應(yīng)力值作為實(shí)驗(yàn)所用極限值。因?yàn)閿?shù)據(jù)是在 10-1

18、1m/cycle處開(kāi)始收集的，所以這里就選擇 10-11m/cycle。所得數(shù)據(jù)在表1中都 列出來(lái)了。第一組和第二組樣品的Kth統(tǒng)計(jì)平均值分別為1.00MPajm和1.10MPaVm。第三組樣品的 Kth統(tǒng)計(jì)平均值比前兩組要低一些，為 0.88 MPaV。 單一熱解碳的 Kth統(tǒng)計(jì)平均值也是0.88 MPaVm，而石墨的 Kth統(tǒng)計(jì)平均值為 0.84 MPaVm。而對(duì)丁Kth的最小值，第一組、第二組試樣為0.79 MPaJ ,第 三組試樣為0.70 MPaVm ,單一熱解碳的為0.69 MPaV ,最后石墨樣品的值接 近于 0.65 MPajm。1Q10W1D 必O&、Ezp、ap4

19、delta K, Mpa Virdelta K, Mpq /m1delta KP Mpa /m圖3:熱解碳包覆石墨復(fù)合材料（不同的3組）的疲勞裂紋擴(kuò)展平面應(yīng)變斷裂韌性，Kic當(dāng)?shù)玫搅似诹鸭y擴(kuò)展率之后，就可以利用相同的實(shí)驗(yàn)儀器和樣品遵循ASTM標(biāo)準(zhǔn)E399的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行試驗(yàn)去測(cè)量平面應(yīng)變斷裂韌性的值。每一種樣 品的Kic也被列舉在表1當(dāng)中。第一組和第二組樣品的Kic統(tǒng)計(jì)平均值分另U為1.94MPa亦和1.84 MPajm，第三組的值低丁 1.27 MPaT。單一熱解碳的值為1.17MPaVm，而石墨的值為1.56 MPatm。對(duì)丁圓形緊湊拉伸樣品，Kq= = f ()4WWW 'W&#

20、39;3a 2(1 -)2 *（這里脆性材料B .W W樣品logCm/cyclem KthKic第一組涂覆樣品平均值-11.0248.51.001.94標(biāo)準(zhǔn)差2.819.00.140.28第二組涂覆樣品平均值-13.494標(biāo)準(zhǔn)差3.6313.00.160.22第三組涂覆樣品平均值-6.7465.30.881.27標(biāo)準(zhǔn)差4.683單一熱解碳平均值-6.1386.00.881.27標(biāo)準(zhǔn)差6.109.00.150.17石墨平均值-9.4321.60.841.56標(biāo)準(zhǔn)差1.77試驗(yàn)樣品分析令人奇怪的是，第一組和第二組熱解碳的斷裂韌性比

21、單一熱解碳或者石墨 層的韌性都要大，這種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因可能是由于計(jì)算斷裂韌性的方法是遵循 ASTM標(biāo)準(zhǔn)E399的步驟進(jìn)行的，而這種方法卻是忽略了試驗(yàn)樣品的厚度而假設(shè) 了一個(gè)恒定的K值。這種假設(shè)對(duì)于單一的材料如石墨或者單一熱解碳來(lái)說(shuō)是合 適的，不過(guò)，復(fù)合材料是分層的，為了計(jì)算每一組三層結(jié)構(gòu)樣品的K值，所以利用有限元分析軟件 MSC NASTRAN制作了一個(gè)試驗(yàn)樣品的有限元模型。模型 的整體厚度為0.89mm,其中石墨厚度為0.39mm，每層熱解碳涂層厚度為 0.25 mm,這樣熱解碳的厚度與石墨的厚度之比為 1.3。這是第一組試樣與第二組試樣 熱解碳與石墨厚度比的中值。樣品的直徑為25.4mm。

22、楊氏模量，E,熱解碳的為31GPa,石墨的為11 GPa復(fù)合圖層試驗(yàn)樣品中每一層對(duì)應(yīng)的應(yīng)力強(qiáng)度因子Ki裂紋在所有圖層中均勻擴(kuò)展裂紋只在兩側(cè)表面熱解碳涂層中擴(kuò)展表面為熱解碳中心為石墨石墨中的裂紋仍保持最初的a/Wa/WE399熱解碳石墨熱解碳石墨0.4471.001.420.421.420.420.4571.031.470.440.850.770.4671.061.520.450.730.940.4771.101.570.470.551.150.4871.141.620.480.471.18所有Ki值的單位都是MPajm表2顯示的是在幾種不同的a/W值下計(jì)算三種情況下每個(gè)圖層的 K的值。 第一種

23、情況是假設(shè)所有的三層結(jié)構(gòu)樣品都具有相同的楊氏模量，這樣也就具有相同的K值，這也就是ASTM標(biāo)準(zhǔn)E399上所說(shuō)的那樣。第二種情況是在這種石 墨為中間層、熱解碳為外圍圖層的三層結(jié)構(gòu)樣品中，裂紋在圖層之間均勻的增長(zhǎng)， 這樣的話，熱解碳的K值就會(huì)比石墨的值要大得多，甚至要大丁 E399中所測(cè)得 的值。相對(duì)應(yīng)的，石墨的K值就要比E399中得到的值要小得多。第三種情況是假設(shè)熱解碳中的裂紋可以誘發(fā)石墨中的裂紋。在彎曲型的樣 品中，經(jīng)常可以觀察到裂紋會(huì)在熱解碳中增值卻不會(huì)發(fā)生在石墨中。通過(guò)最近的研究發(fā)現(xiàn)：不能只通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象就能確定熱解碳的裂紋就能引發(fā)石墨的裂紋滋 生，這還需要進(jìn)一步的確認(rèn)。這種情況下假設(shè)石墨中的裂紋始終保持在最初的 a/W (0.447)狀態(tài)，而兩側(cè)表面涂層的裂紋仍按照 a/W列表中所列的趨勢(shì)發(fā)展。 這樣的話，更多的載荷就會(huì)被轉(zhuǎn)移到石墨中導(dǎo)致石墨的K值增大而熱解碳的K值減小。如果熱解碳中的裂紋誘發(fā)石墨開(kāi)裂了 0.2mm,則三層圖層都具有相同的 比E399中計(jì)算得到的K值低20%的值。討論實(shí)驗(yàn)所得到的結(jié)果可能與熱解炭與石墨的厚度比之間有一定的關(guān)聯(lián)。 比如， 單一熱解碳的斜率 m是86,石墨的是21.6熱解碳的 Kth值為0.88 MPaV而 石墨的為0.81 MPaVm。而那三組包覆材料的樣品的斜率值 m在熱解碳與石墨的值之間。這三組樣品的熱解碳與石墨厚度