在復(fù)合材料中,界面是傳遞載荷的“橋梁”,界面狀態(tài)深刻影響著復(fù)合材料的力學(xué)性能。因而,本文通過熱擠壓和不同熱處理工藝,改變粉末冶金SiCp/2009Al復(fù)合材料以及攪拌鑄造氧化態(tài)SiCp/2014Al復(fù)合材料的界面狀態(tài),研究界面的演化特性;結(jié)合復(fù)合材料基體和界面狀態(tài)組織觀察,利用透射電鏡原位拉伸以及掃描電鏡原位拉伸技術(shù),探究不同界面狀態(tài)對復(fù)合材料斷裂過程以及裂紋萌生和擴展過程的影響。建立微觀界面狀態(tài)與界面特性的關(guān)聯(lián),探究材料斷裂行為與微觀結(jié)構(gòu)的內(nèi)在聯(lián)系。利用透射電鏡進行微觀組織觀察,粉末冶金SiCp/2009Al復(fù)合材料經(jīng)過熱擠壓變形后SiC-Al界面平直干凈,基體以及界面區(qū)析出相密度低。在過時效狀態(tài)下在SiCp/2009Al復(fù)合材料中存在無析出區(qū),經(jīng)過495℃熱暴露50h后,界面區(qū)發(fā)現(xiàn)呈桿狀的Al4C3。攪拌鑄造SiCp/2014Al復(fù)合材料經(jīng)熱擠壓促進顆粒表面Si O2轉(zhuǎn)化為Al2O3,基體和界面處存在少量第二相Cu Al2析出。時效處理后,基體與界面處中第二相Cu Al2的尺寸、密度均有所增加。熱暴露處理過程中,顆粒表面氧化層阻隔顆粒與基體間反應(yīng),在550℃熱暴露處理20h后在顆粒... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 選題背景及研究目的
    1.2 SiC顆粒增強鋁基復(fù)合材料概述
        1.2.1 SiCp/Al復(fù)合材料的應(yīng)用
        1.2.2 SiCp/Al復(fù)合材料制備工藝
    1.3 SiCp/Al復(fù)合材料的強化機制
    1.4 SiCp/Al復(fù)合材料界面特性研究
        1.4.1 界面結(jié)合類型以及特點
        1.4.2 復(fù)合材料界面的研究現(xiàn)狀
    1.5 材料界面原位研究的表征方法
        1.5.1 原位透射電鏡技術(shù)研究
        1.5.2 原位掃描電鏡技術(shù)研究
    1.6 本文主要研究內(nèi)容
第2章 試驗材料和實驗方法
    2.1 試驗材料
        2.1.1 基體材料
        2.1.2 增強體材料
        2.1.3 材料體系
    2.2 實驗方法
        2.2.1 金相顯微鏡（OM）和掃描電鏡（SEM）觀察
        2.2.2 透射電鏡（TEM）觀察
        2.2.3 透射電鏡原位拉伸實驗
        2.2.4 透射電鏡原位拉伸試樣制備
        2.2.5 掃描電鏡原位拉伸實驗
        2.2.6 掃描電鏡原位拉伸試樣制備
第3章 SiCp/Al復(fù)合材料的組織與界面演化
    3.1 引言
    3.2 粉末冶金SiCp/2009Al復(fù)合材料
        3.2.1 熱擠壓態(tài)基體與界面組織
        3.2.2 熱處理態(tài)基體與界面組織
    3.3 攪拌鑄造SiCp/2014Al復(fù)合材料
        3.3.1 攪拌鑄造態(tài)復(fù)合材料基體與界面組織
        3.3.2 擠壓態(tài)基體與界面組織
        3.3.3 熱處理態(tài)基體與界面組織
    3.4 本章小結(jié)
第4章 SiCp/2014Al復(fù)合材料斷裂行為的SEM原位分析
    4.1 引言
    4.2 預(yù)制缺口尖端裂紋萌生形貌
    4.3 裂紋在基體中的擴展行為
        4.3.1 基體的影響
        4.3.2 顆粒團聚的影響
        4.3.3 顆粒尺寸的影響
        4.3.4 顆粒破損的影響
        4.3.5 顆粒表面氧化層的影響
    4.4 本章小結(jié)
第5章 SiCp/Al復(fù)合材料裂紋萌生和擴展行為的TEM分析
    5.1 引言
    5.2 裂紋萌生區(qū)域及裂紋區(qū)形貌
        5.2.1 裂紋在基體中萌生
        5.2.2 裂紋在破損顆粒位置萌生
        5.2.3 裂紋在顆粒富集區(qū)萌生
        5.2.4 裂紋在SiC-Al近界面區(qū)萌生
    5.3 裂紋在基體中的擴展行為
        5.3.1 裂紋尖端應(yīng)力集中和位錯形態(tài)
        5.3.2 晶界對裂紋沿基體擴展行為的影響
        5.3.3 第二相對裂紋沿基體擴展行為的影響
        5.3.4 SiC顆粒對裂紋擴展行為的影響
    5.4 裂紋在SiC顆粒近界面區(qū)的擴展行為
        5.4.1 SiC顆粒表面狀態(tài)的影響
        5.4.2 SiC顆粒尖端及顆粒表面取向的影響
        5.4.3 SiC尺寸的影響
    5.5 裂紋萌生和擴展過程觀察
    5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝


【參考文獻】：
博士論文
[1]Ti2AlN/TiAl相界面模型及變形機理的原子尺度研究[D]. 柳培.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2019



本文編號：2961792