کامپوزیت های SiC/SiC تولید شده با روش CVI (1)

چکیده

کامپوزیت های SiC/SiC از طریق فرایند نفوذ فاز بخار شیمیایی تولید می شوند. زمینه های بر پایه ی SiC از واکنش دهنده های گازی و بر روی زیرلایه های حرارت دیده از جنش الیاف SiC، رسوب دهی می شوند. یک فاز میانی بر روی الیاف پوشش داده می شوند تا بدین وسیله تخریب ها و رفتار مکانیکی آنها کنترل شوند.
خواص قابل توجه مربوط به کامپوزیت های SiC/SiC تولید شده از روش CVI مانند استحکام دما بالای استثنایی، مقاومت به خزش و خوردگی، دانسیته ی پایین، تافنس بالا، مقاومت به شوک حرارتی، خستگی و خزش موجب شده است تا این کامپوزیت ها، کاندیداهای مناسبی برای جایگزین شدن با فلزات و سرامیک ها در بسیاری از کاربردهای سرامیکی باشند. در این کاربردها معمولاً به گونه ای هستند که در آنها اعمال بار، دماهای بالا و محیط های خورنده، مشهود می باشد. خواص مکانیکی این کامپوزیت ها به گونه ای است که آنها را نسبت به سرامیک ها و شیشه های مونولیتیک و همچنین سایر کامپوزیت های زمینه سرامیکی و دیگر کامپوزیت ها، متمایز می کند.

مقدمه

مفهوم مواد کامپوزیتی یک مفهوم بسیار قدرتمند می باشد. این مواد گستره ی وسیعی از مواد را شامل می شوند که در واقع می توانند خواص مورد نیاز برای کاربردهای خاص را برطرف کنند. این در حالی است که این مواد دارای ساختاری ترکیبی هستند. در حقیقت، با ترکیب مواد مختلف، امکان تولید گستره ی وسیعی از خواص امکان پذیر است.
کامپوزیت های زمینه ی سرامیکی (CMCs) شامل الیاف ترد و یک فاز زمینه ی ترد هستند. این ترکیب موجب پدید آمدن یک ماده ی مقاوم در برابر تخریب می شود. CMCs دارای کاربردهای در زمینه ی ترموساختارها می باشد. این کامپوزیت ها شامل سرامیک یا کربنی است که با استفاده از الیاف کربن یا الیاف سرامیکی تقویت شده اند. رفتار مکانیکی این مواد دارای چندین ویژگی است که آنها را از سایر کامپوزیت ها (مثلاً کامپوزیت های زمینه ی پلیمری، کامپوزیت های زمینه ی فلزی و ...) و مواد هموژن (مونولیتیک) مجزا می کند.
CMC ها دارای خواص مکانیکی قابل توجهی در دماهای بالا (بین 400 تا ℃ 3000) و محیط های خورنده هستند. آنها در اصل برای کاربردهای نظامی و هوافضا طراحی شده اند. این مواد امروزه، گستره ی وسیعی از کاربردها را به دلیل هزینه های پایین آنها، دارند.
CMCها می توانند بوسیله ی فرایندهای مختلف، تولید شوند. در این روش ها، هم از پیش ماده ی مایع و هم گازی استفاده می شود. کامپوزیت های CVI SiC/SiC شامل زمینه ی SiC تقویت شده با الیاف SiC می باشد. این کامپوزیت ها با استفاده از فرایند نفوذ فاز بخار شیمیایی (CVI) تولید می شوند. روش CVI از دهه ی 1960 به بعد مورد بررسی قرار گرفته است و از زمان تجاری سازی شدن SNECMA، به صورت تجاری مورد استفاده قرار گرفت. این روش به صورت مستقیم از روش رسوب دهی شیمیایی از فاز بخار (CVD)، مشتق شده است. به عبارت ساده، زمینه ی بر پایه ی SiC از مواد واکنش دهنده ی شیمیایی و گازی شکل رسوب دهی می شود و بر روی زیرلایه ی حرارت داده شده از جنس الیاف SiC رسوب دهی می شود. CVI یک فرایند آهسته است و مواد کامپوزیتی حاصل شده، دارای تخلخل باقیمانده و گرادیان دانسیته می باشد. علارغم این محدودیت ها، فرایند CVI دارای مزیت های زیر است:
1) استحکام الیاف تقویت کننده در طی فرایند تولید کامپوزیت، تحت تأثیر قرار نمی گیرد.
2) طبیعت مواد رسوب کرده، می تواند به سادگی تغییر کند. این کار با تغییر ساده ی پیش ماده های گازی در حال ورود به محفظه ی واکنش، انجام می شود.
3) یک تعداد قابل توجه از ترکیبات را با این روش می توان تولید کرد.
4) اشکال پیچیده را می توان در اشکال شبه شبکه ای تولید کرد.
کامپوزیت های SiC/SiC تولید شده با روش CVI دارای خواص مکانیکی خوبی در دمای اتاق و دماهای بالا هستند و این خواص به سطح مشترک بین زمینه/ فیبر وابسته است. این اثبات شده است که پایروکربن (Pyrocarbon) (PyC) یک فاز میانی است که برهمکنش های زمینه/ فیبر و رفتار مکانیکی کامپوزیت را کنترل می کند. اما پایروکربن به نسبت به اکسیداسیون در دماهای بالاتر از ℃ 450 حساس است. یک تعداد از کامپوزیت های SiC/SiC مقاوم در برابر دماهای بالا، با روش CVI تولید شده اند. به منظور محافظت فاز میانی PyC در برابر اکسیداسیون، فازهای میانی و زمینه ی چندلایه توسعه یافته اند. زمینه ی چندلایه شامل فازهایی است که در دماهای بالا موجب تشکیل مواد درزگیر می شوند و از این رو از نفوذ اکسیژن به داخل فاز میانی، جلوگیری می شود این کامپوزیت ها را کامپوزیت های CVI SiC/Si-B-C می نامند. فازهای میانی مقاوم در برابر اکسایش مانند BN یا مواد چندلایه می توانند همچنین بر روی الیاف پوشش داده شوند. یک اکسیژن گیر به زمینه اضافه می شود تا بدین صورت اکسیژن هایی که به صورت تصادفی وارد زمینه می شوند، تنظیف شوند.
رفتار مکانیکی مربوط به کامپوزیت ها، ویژگی هایی را ایجاد می کند که موجب می شود این کامپوزیت ها از سرامیک های مونولیتیک، متفاوت باشند. این ویژگی ها به ریزساختار کامپوزیت، فاز میانی، خواص فیبر و خواص زمینه، وابسته است. ویژگی های اصلی مربوط به کامپوزیت های CVI SiC/SiC مورد بررسی قرار گرفته اند. این ویژگی ها عبارتند از: کاربردها، فرایند نفوذ فاز بخار شیمیایی و خواص. خواص اصلی با توجه به رفتار مکانیکی این مواد مورد بررسی قرار گرفته است.

کاربردها

CMC ها برای بسیاری از کاربردهای ساختاری دما بالا کاندیدا هستند و خواص جذاب آنها موجب می شود تا میزان کارایی قطعات را در هزینه های پایین، بالا برد. CMCها سبک هستند، در برابر تخریب مقاوم هستند و مقاومت بالاتری نسبت به دماهای بالا و محیط های خورنده دارند (در مقایسه با فلزات یا سایر مواد مهندسی متداول). کاربردهای بالقوه ی این مواد عبارتند از مبدل های حرارتی، موتورهای حرارتی، توربین های گازی، اجزای ساختاری مورد استفاده در صنایع هوافضا، و قطعات مورد استفاده در رآکتورهای هسته می باشد. جدول 1 کاربردهای بالقوه ی غیر هوافضایی این مواد را بیان کرده است.
توسعه ی کامپوزیت های CVI SiC/SiC در دهه ی 1980 و در زمانی آغاز شد که شرکت های SEP، Amercorm، کامپوزیت رفرکتوری و سایر کشورها شروع به توسعه ی وسایل و فرایندهای تولید اجزای CVI برای استفاده در کاربردهای هوافضا، دفاعی و سایر کاربردها شدند. اجزای CVI SiC/SiC تولید و از لحاظ خواص مورد بررسی قرار گرفتند. SNECMA (نام جدید شرکت SEP) پیشگام استفاده از این تکنولوژی در موتورها و آزمون های پرواز بود. یک تعداد از اجزای CVI SiC/SiC به طور موفقیت آمیز در موتورها یا آزمون های سنجش کامل، مورد استفاده قرار گرفتند. این کاربردها به صورت زیر هستند:

1) محفظه ی رامجت (ramjet chamber) برای راکت های پیشرانش جامد در دمای 1400 کلوین در محیط هوا- نفت سفید.
2) محفظه های احتراق و نازل های مورد استفاده در موتورهای راکت با سوخت مایع. یک محفظه ی CVI SiC/SiC، 2400 ثانیه احترااق را در طی 400 سیکل گرمایی تحمل می کند.
3) استاتور و پره های دیسک در موتورهای LOX/LH_2، دماهای خروجی به بیش از 1600 کلوین می رسد که سرعت پری فریکال (peripherical speed) در این بخش ها بزرگتر از 500 متر بر ثانیه است.
4) سیستم های محفظت حرارتی برای وسایل فضایی
5) فلپ های نازل، مخروط نازل، نگهدارنده ی آتش پس از احتراق برای موتورهای جت. یک میراژ 2000 مجهز به فلپ های توربوموتور از جنس CVI SiC/SiC است که در سال 1989، در نمایشگاه هوایی فرانسه رونمایی شد.
6) دیسک های چرخنده، چرخ های توربین: در این قطعات، سرعت بخش خارجی بزرگتر از 500 متر بر ثانیه است و دماهایی که این بخش ها در محیط هوا- نفت سفید، متحمل می شوند، برابر با ℃1400 است.
7) اخیراً بخش های آب بندی مربوط به نازل ها از جنس کامپوزیت های SiC/Si-B-C ساخته می شوند. ترکیب آب بندی مربوط به این نازل ها در موتورهای توربین گازی F100-PW-229 مورد آزمون قرار گرفته اند. این کامپوزیت ها همچنین در طی سیکل های خستگی پایین در دمای ℃ 1200، حساسیت اندکی به محیط دودآلود دارند.

آزمون دوام انجام شده بر روی موتور Solar’s Centaur 505 نشان داده است که اجزای تولید شده از کامپوزت های CVI SiC/SiC می توانند در توربین های گازی صنعتی (توربین های خورشیدی) مورد استفاده قرار گیرند. امروزه، بیش از 47000 ساعت آزمون میدانی بر روی این موتورها، و با استفاده از پوشش های سد حرارتی (EBCs) انجام شده است. طولانی ترین زمان تست انجام شده در موتورهای Solar’s Centaur 505 و در سایت های صنعتی، برابر با 15144 ساعت می باشد.
کامپوزیت های CVI SiC/SiC همچنین مواد مورد اعتمادی برای استفاده در کاربردهای هسته ای است. علت این مسئله، مقاومت در برابر تابش فاز بتای SiC، شکست دما بالای استثنایی، خزش، خوردگی و مقاومت در برابر شوک حرارتی می باشد. مطالعات انجام شده بر روی خواص فاز بتای این ماده، پیشنهاد می دهد که کامپوزیت های CVI SiC/SiC دارای مقاومت بالقوه ی استثنایی در برابر تابش است. علاوه براین، به دلیل مقاومت به خستگی گرمایی استثنایی، سیکل های شروع و خاموش کردن و سناریوهای مربوط به اتلاف مواد خنک کننده موجب بروز تخریب های ساختاری قابل توجه در این ساختارها نمی شود. CVI SiC/SiC همچنین به عنوان مواد ساختاری مورد استفاده در رآکتورهای برق جوش هسته ای مورد استفاده قرار می گیرند. علت این مسئله، ویژگی عدم تأثیرپذیری این ماده در برابر نوترون و همچنین خواص مکانیکی قابل توجه این مواد در دمای بالا می باشد.

تاریخچه

رسوب دهی شیمیایی از فاز بخار (CVD) یک روش رسوب دهی یک ماده ی جامد از پیش ماده های گازی، بر روی زیرلایه ی گرم شده است. این روش برای سال های متمادی برای تولید پوشش های مقاوم در برابر سایش، پوشش های مورد استفاده در پیل های سوخت هسته ای، فیلم های نازک مورد استفاده در الیاف سرامیکی مورد استفاده در مدارهای الکترونیک و ... مورد استفاده قرار می گیرد. وقتی روش CVD برای نفوذ دادن زمینه در ساختارهای فیبری مورد استفاده قرار می گیرد، این روش را روش نفوذ فاز بخار شیمیایی (CVI) می نامند. روش CVI به عنوان یک روش بسط داده شده مبتنی بر تکنولوژی CVD است که از دهه ی 1960 مورد مطالعه قرار گرفته است.
CVI برای اولین بار برای سنتز کامپوزیت های کربن- کربن از طریق پیرولیز CH_4 در دمایی بین ℃ 1000-2000 تولید می شوند. کامپوزیت های کربن- کربن دارای چندین مزیت مانند دانسیته ی پایین، خواص مکانیکی خوب در دماهای بالا و ... هستند اما از سال 1973، این فهمیده شد که کاربردهای کامپوزیت های کربن/ کربن محدود است. علت این مسئله مقاومت به اکسیداسیون در دماهای بالاتر از ℃ 450 می باشد. کامپوزیت های زمینه ی SiC تولید شده از روش CVI، به عنوان یک راه حل برای فایق آمدن بر محدودیت های کامپوزیت های کربن/ کربن برای کار در کاربردهای دراز مدت در دماهای بالا و در محیط های اکسایشی، پیشنهاد شده اند. امکان تولید کامپوزیت های زمینه ی SiC با روش CVI در سال 1977 بوسیله ی Christin و همکارانش مورد تأیید قرار گرفت. CVI بر روی زیرلایه های متخلخل کربنی اولین بار در بین سال های 1975 تا 1979 مورد بررسی قرار گرفت. کامپوزیت های SiC/SiC CVI در سال 1980 ، با استفاده از الیاف SiC ، تولید شدند.
کامپوزیت های CVI SiC/SiC دارای خواص مکانیکی خوبی در دماهای بالا هستند. به هر حال، رفتار خستگی آنها در دماهای بالا ممکن است بوسیله ی اکسیداسیون پوشش های فاز میانی پایروکربن بر روی الیاف، محدود گردد. به منظور محافظت از فاز میانی PyC در برابر اکسیداسیون، رفتار خستگی آنها در دماهای بالا ممکن است بوسیله ی اکسیداسیون پوشش فاز میانی پایروکربن بر روی الیاف، محدود گردد. به منظور محافظت از فاز میانی PyC در برابر اکسیداسیون، کامپوزیت های CVI SiC/SiC با زمینه های چندلایه، توسعه یافته اند. یک چنین زمینه های چندلایه ای شامل فازهایی است که موجب پدید آمدن مواد آب بندی در دماهای بالا می شود و ترک های موجود را ترمیم و از نفوذ اکسیژن و رسیدن آن به فاز میانی، جلوگیری می کند.

فرآوری

تولید کامپوزیت های CVI SiC/SiC نیازمند سه مرحله می باشد:
1) آماده سازی فیبر در شکل مورد نظر
2) نفوذ مواد بین فازی به داخل ساختار
3) نفوذ زمینه ی SiC

آماده سازی فیبر در شکل مورد نظر

اشکال مورد نظر از جنس الیاف بر پایه ی SiC دیرگداز ایجاد می شود. این الیاف دارای استحکام بالا، سفتی بالا، دانسیته ی پایین و پایداری حرارتی و شیمیایی بالایی هستند و در برابر برخورد طولانی مدت با دماهای بالا، مقاوم هستند. در نهایت، قطر این الیاف باید کوچکتر از 20 میکرون باشد به نحوی که بتوان این الیاف را به سهولت، بافت و خم کرد.
اشکال بافته شده از الیاف ممکن است شامل موارد زیر باشند:
1) یک توده ی ساده از لایه های الیاف تک جهته یا پارچه های بافته شده (ساختار 1 بعدی یا 2 بعدی)
2) یک ساختار فیبر با الیاف چند جهته (ساختار 3 بعدی). که می توان در اینجا از ساختارهای 4 یا 5 جهته استفاده کرد.
3) یک نمد شبه ایزوتروپ
لایه های 2 بعدی بر روی هم قرار داده می شوند و با استفاده از یک ابزار و یا با استفاده از الیاف در جهت ارتوگونال (ساختار سه بعدی) کنار هم نگه داشته می شوند.

پوشش دهی الیاف

یک ماده ی سطح مشترک بر روی الیاف پوشش داده می شوند. این لایه به عنوان یک لایه ی دی بوند میان فیبر و زمینه عمل می کند. این لایه ی بین سطحی شامل پایروکربن، نیترید بور یا یک لایه ی چندگانه (توالی از لایه های PyC/SiC یا BN/SiC). پیش ماده های گازی برای کربن، متان و برای تولید لایه ی BN، B〖Cl〗_3 یا NH_3 می باشد. فازهای داخلی چندلایه ای ممکن است از طریق روش CVI پالسی، بر روی الیاف رسوب داده شوند.

نفوذ زمینه ی SiC

قطعه ی تولید شده از الیاف پوشش داده شده، از طریق روش CVI و با استفاده از یک زمینه ی SiC مستحکم می شود. پیش ماده ی گازی مورد استفاده در این فرایند، متیل کلروسیالان (MTS) است. وقتی فرایند CVI به صورت ایزوترمال انجام شود (I-CVI)، تخلخل های سطحی تمایل به بسته شدن دارند و بدین وسیله جریان گاز بخش داخلی قطعه نیز پر شود. پس از انجام این کار، قطعه ماشین کاری سطحی می شود تا بدین صورت، سطحی مناسب ایجاد گردد. پارامترهای CVI (یعنی فشار کل، دما و نرخ جریان گاز) باید با توجه به هندسه ی قطعه انجام شود. همچنین تعداد قطعات موجود در محفظه نیز یکی از عوامل مؤثر بر این پارامترهای می باشد. در نهایت، سیستم های پوشش دهی می توانند از طریق روش CVD کامپوزیت هایی تولید کنند می توانند در برابر اکسیداسیون و عوامل محیطی مقاوم باشند.

فرایندهای CVI

اساس شیمیایی مربوط به پوشش دهی و ایجاد یک زمینه بوسیله ی CVI، مشابه پوشش دهی یک سرامیک با استفاده از روش CVD ، بر روی زیرلایه است. این واکنش ها از تجزیه ی یک هیدروکربن و تشکیل کربن بر روی یک زیرلایه تشکیل شده است. همچنین تجزیه ی متیل کلروسیالان برای رسوب دهی SiC استفاده می شود. در فرایند I-CVI (CVI هم دما و هم فشار)، قطعه در یک محفظه ی حرارت داده شده، نگه داشته می شوند (شکل 1). پیش ماده های گازی از داخل قطعه ی متخلخل عبور می کنند. محفظه ی رسوب دهی (شکل 1) از هر دو انتها باز است. این ساختار بوسیله ی یک کوره حرارت دهی می شوند. دما و فشار در این ساختار نسبتاً پایین است (کمتر از℃ 1200 و 0.5 atm).
نمونه های گازی از طریق حفرات قطعه عبور می کند که این عبور بیشتر به صورت نفوذ انجام می شود. نیروی محرک در این زمینه، گرادیان غلظتی میان بخش داخلی و خارجی قطعه می باشد. این گرادیان، موجب تغییر نرخ تشکیل زمینه می شود. وقتی زمان CVI کوتاه شود، فرایند تشکیل زمینه سرعت می گیرد اما زمینه ی یکنواخت تشکیل نمی شود. سیکل های میانی مربوط به ماشین کاری مورد نیاز است تا بدین وسیله، تخلخل های موجود در بدنه ی تشکیل شده، باز شوند. روش های CVI جایگزینی برای افزایش نرخ نفوذ، پیشنهاد شده است. این روش نیازمند وجود محفظه های CVI پیچیده تر هستند و برای تولید اشکال پیچیده یا بزرگ مناسب نیستند.
روش CVI تحت فشار (F-CVI) در میانه ی دهه ی 1980 پیشنهاد شده است. گاز پیش ماده از طریق سطح پایینی ساختار و با فشار P_1 وارد می شود و محصولات حاصل از واکنش از طریق نیروی مخالف P_2 خارج می شود (P_2<P_1). قطعه ی تولید شده از الیاف، از سطح باا و از جداره ها حرارت داده می شود و از سطح پایینی خنک می شود. روش F-CVI ضرورتاً برای تولید ساختارهای دو بعدی تولید شده از الیاف کربنی یا SiC مورد استفاده قرار می گیرد. زمان های مربوط به متراکم شدن در این روش، به طور قابل توجهی از زمان های مربوط به تولید با روش I-CVI کمتر است و بازده تبدیل پیش ماده در این روش نیز نسبتاً بالاست. به هر حال، این روش برای تولید اشکال پیچیده، مناسب نیست. تنها یک قطعه در هر بار اجرای دستگاه تولید می شود و اشکال گرافیتی پیچیده نیازمند ایجد گرادیان های دما و فشار می باشند.
به منظور فایق آمدن بر محدودیت های بالا در مورد روش F-CVI، روش های جایگزین با استفاده از گرادیان های گرمایی و فشار، مورد بررسی قرار گرفته اند. در فرایند گرادیان گرمایی، هسته ی قطعه ی فیبری در یک رآکتور با دیواره ی سرد، حرارت دهی می شود. اتلاف حرارت ایجاد شده بوسیله ی تابش، برای ایجاد دمای سرد تر در سطح خارجی، ضروری است. ایجاد زمینه از نقاط گرم داخلی به سمت نقاط سرد خارجی قطعه حرکت می کند. در فرایند P-CVI، گازهای منبع در طی پالس های کوتاه، وارد محفظه می شوند. فرایند P-CVI برای رسوب دهی لایه های نازک، مناسب است.

خواص

توسعه ی کامپوزیت های CVI SiC/SiC به دلیل فایق آمدن بر مشکل مقاومت به اکسیداسیون ضعیف کامپوزیت های CVI C/C انجام شده است. کامپوزیت های CVI SiC/SiC نسبت به کامپوزیت های CVI C/C دارای حساسیت کمتری نسبت به اکسیداسیون هستند.
زمینه ی CVI SiC همچنین دارای خواص فوق العاده ای است. این خواص عبارتند از:

1) استحکام بالا در دمای بالا
2) دانسیته ی پایین
3) مقاومت خوب در برابر اکسیداسیون

در نهایت، کامپوزیت های CVI SiC/SiC یک راه حل برای فایق آمدن بر محدودیت های ذاتی SiC مونولیتیک مورد استفاده در شرایط کاری ترموساختاری ارائه می دهد. این راه حل به دلیل وجود خواص زیر در این کامپوزیت ها، ایجاد شده است:

1) تافنس
2) مقاومت در برابر شوک حرارتی
3) مقاومت در برابر ضربه
4) قابلیت اطمینان بالا

جدول 2 خواص مکانیکی و ترموفیزیکی مربوط به کامپوزیت های CVI SiC/SiC دو بعدی را ارائه کرده است. خواص خاصی ممکن است تحت تأثیر فاکتورهای مختلفی مانند ساختار فیبر تقویت کننده، الیاف SiC مورد استفاده، خواص زمینه، استحکام پیوند فیبر/ زمینه و ... می باشد. برای مثال، با استفاده از الیاف SiC با مارک Hi-Nicalon می توان استحکام کششی قابل توجه بدست آورد. همچنین ایجاد سطح مشترک قوی نیز موجب افزایش استحکام می شود. نرخ کرنش به شکست بالا (تا 1 %) می تواند همچنین در این کامپوزیت ها، مشاهده شود. حزئیات دیگر در بخش های بعدی مورد بررسی قرار می گیرد. داده های مربوط به کامپوزیت های CVI SiC/Si-B-C و کامپوزیت های CVI SiC/SiC با خواص بهبود یافته در جدول 3و 4 آورده شده اند.
رفتار مکانیکی دما اتاق و دما بالای توجه خاصی را به خود اختصاص داده است. کامپوزیت های CVI SiC/SiC دارای خواصی هستند که در زیر بدان اشاره خواهیم کرد:

رفتار مکانیکی

رفتار تنش- کرنش کششی
نمودارهای تنش- کرنش نمونه وار برای کامپوزیت های دو بعدی CVI SiC/SiC در شکل 2 نشان داده شده است. این تصویر رویه ی رفتار مکانیکی این ماده را نشان می دهد. این کامپوزیت به صورت خطی با کرنش عمل می کند. این کرنش در حدود 0.03 % می باشد و سپس این نمودار دارای رفتار تنش- کرنش غیر خطی است. بخش خمیده ی نتایج مربوط به تغییر شکل ضرورتاً از ترک خوردن عرضی در زمینه ایجاد می شود. با اشباع شدن تخریب در زمینه، دمین خمیده به پایان می رسد. سپس بخش خطی نمودار نشان دهنده ی تغییر شکل الیاف است.
شکست های الیاف ممکن از پیش از رسیدن به شکست نهایی، ایجاد شود. این رفتار مکانیکی ضرورتاً به تخریب الیاف وابسته است.
یک رفتار تنش- کرنش حساس به تخریب در زمانی ایجاد می شود که بار حمل شده بوسیله ی زمینه به مقدار معینی برسد. مدول الاستیک زمینه () در مقایسه با مدول الاستیک الیاف () بالاتر است و این مدول می تواند به صورت زیر با مدول مربوط به کامپوزیت () در ارتباط باشد:

که کسر حجمی زمینه و کسر حجمی مربوط به فیبرهایی می باشد که در جهت اعمال بار قرار گرفته اند و به صورت کامپوزیت دو بعدی بافته شده اند. در عوض، یک رفتار تنش- کرنش حساس به تخریب در زمانی مشاهده می شود که مدول الاستیک مربوط به زمینه ناچیز باشد (در مقایسه با مدول الیاف). به عنوان یک نتیجه، بار حمل شده بوسیله ی زمینه ناچیز است.
در کامپوزیت های دو بعدی می باشد. کامپوزیت های دو بعدی SiC/SiC دارای رفتار الاستیک قابل تخریب می باشند (شکل 3). این بدین معناست که پاسخ ماده ی تخریب شده الاستیک است و این مسئله با خطی بودن بخشی از نمودار در زمان باربرداری قابل مشاهده است. شکل 4 وابستگی مدول الاستیک به تخریب را نشان می دهد.
استفاده از مطالب این مقاله با ذکر منبع راسخون بلامانع می باشد.