SiCp/Mg多級納米復(fù)合材料的壓縮斷裂特性研究
發(fā)布時間:2021-04-05 07:31
顆粒增強金屬基復(fù)合材料因其諸多的優(yōu)異性能,被廣泛應(yīng)用于航空,航天、軍事裝備和電子等領(lǐng)域。但在大多數(shù)情況下,顆粒增強金屬基復(fù)合材料存在著明顯的強度-韌性倒置的關(guān)系,即隨著強度的提高,其韌性下降,限制了其應(yīng)用。研究發(fā)現(xiàn)通過微結(jié)構(gòu)調(diào)控和設(shè)計制備出的SiCp/Mg多級納米復(fù)合材料,在提高材料強度的基礎(chǔ)上還有良好的韌性,很好地解決了復(fù)合材料強度和韌性匹配的問題,但是對SiCp/Mg多級納米復(fù)合材料的壓縮斷裂特性的研究還不夠深入。本文以SiCp/Mg多級納米復(fù)合材料作為研究對象,通過材料制備、微觀表征和力學(xué)性能測試相結(jié)合的方法,探究了SiCp/Mg多級納米復(fù)合材料的微結(jié)構(gòu)變形方式、斷裂特性和增韌機理。主要研究工作如下:1、采用粉末冶金制備方法得到致密、純凈的SiCp/Mg多級納米復(fù)合材料,并對其進(jìn)行XRD、SEM和TEM表征。確認(rèn)了SiCp/Mg多級納米復(fù)合材料的微結(jié)構(gòu)是由軟相(純鎂)和硬相(納米SiC和純鎂復(fù)合)組成的多級結(jié)構(gòu)。2、對SiCp/Mg多級納米復(fù)合材料進(jìn)行準(zhǔn)靜態(tài)壓縮測試、動態(tài)壓縮測試、抗彎強度測試與斷裂韌性測試。研究結(jié)果表明:SiCp/Mg多級納米復(fù)合材料在提高基體強度的同時也保持了...
【文章來源】:西南交通大學(xué)四川省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
均勻分布金屬基復(fù)合材料:(a)50μmSiC顆粒增強AZ91鎂合金復(fù)合材料[11]
西南交通大學(xué)碩士學(xué)位論文 第/TiAl 增強相和基體相雙連續(xù)的結(jié)構(gòu)復(fù)合材料,如圖 1-2(c)所示,因為基體連續(xù)結(jié)構(gòu),共同對材料性能產(chǎn)生影響,所以這種結(jié)構(gòu)的材料的彈性模量、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性都比均勻復(fù)合材料高。Zhang 等[22]制備了 B4C/5083Al T復(fù)合材料,如圖 1-2(d)所示,在制備過程中引進(jìn)微米 B4C 顆粒和 5083Al 粗粒起到了提高強度的作用,而 5083Al 粗晶相起到了提高韌性的作用,所結(jié)構(gòu)有效的提高了材料的強韌比。
圖 1-3 金屬基復(fù)合材料的強度-塑性(韌性)倒置關(guān)系屬基復(fù)合材料微結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能關(guān)系研摻入增強體顆粒(如 SiC 顆粒)得到的均勻性下降不可避免的[24-25]。均勻顆粒增強的金況下,可以改變增強體體積分?jǐn)?shù)及增強體;鶑(fù)合材料的強度會隨著增強體顆粒體積分一定值時,復(fù)合材料的強度反而降低,基體內(nèi)多數(shù)情況材料的變形能力降低。均勻分布的顆粒增強復(fù)合材料的力學(xué)性能和它d 和體積分?jǐn)?shù) fv之間的關(guān)系:1/31= ( 1)df
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Compression Mechanical Behaviour of 7075 Aluminium Matrix Composite Reinforced with Nano-sized SiC Particles in Semisolid State[J]. Jufu Jiang,Gang Chen,Ying Wang. Journal of Materials Science & Technology. 2016(11)
[2]金屬材料疲勞微裂紋的萌生與擴展研究[J]. 衣林,陳躍良,徐麗,胡建軍,羅浩. 飛機設(shè)計. 2012(02)
[3]金屬基復(fù)合材料的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 張荻,張國定,李志強. 中國材料進(jìn)展. 2010(04)
[4]顆粒增強金屬基復(fù)合材料SiCp/2024Al動態(tài)壓縮力學(xué)性能實驗研究[J]. 譚柱華,龐寶君,蓋秉政. 工程力學(xué). 2009(08)
[5]粉末冶金法制備SiC顆粒增強AZ81鎂基復(fù)合材料性能研究[J]. 岳云龍,蘇通,陶文宏,尹海燕. 稀有金屬材料與工程. 2007(03)
[6]SHPB實驗技術(shù)研究[J]. 馮明德,彭艷菊,劉永強,牛海成,李然. 地球物理學(xué)進(jìn)展. 2006(01)
[7]鎂合金及其成形技術(shù)的國內(nèi)外動態(tài)與發(fā)展[J]. 王渠東,丁文江. 世界科技研究與發(fā)展. 2004(03)
[8]鎂合金及其在工業(yè)中的應(yīng)用[J]. 訾炳濤,王輝. 稀有金屬. 2004(01)
[9]金屬材料疲勞損傷的宏細(xì)觀理論[J]. 馬駿,孫毅. 力學(xué)進(jìn)展. 2002(03)
[10]鎂合金在輕量化汽車中的應(yīng)用[J]. 賀巖松,楊誠. 汽車工藝與材料. 2002(06)
碩士論文
[1]SiCp/2024Al復(fù)合材料的動態(tài)壓縮及拉伸性能研究[D]. 石家儀.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
本文編號:3119410
【文章來源】:西南交通大學(xué)四川省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
均勻分布金屬基復(fù)合材料:(a)50μmSiC顆粒增強AZ91鎂合金復(fù)合材料[11]
西南交通大學(xué)碩士學(xué)位論文 第/TiAl 增強相和基體相雙連續(xù)的結(jié)構(gòu)復(fù)合材料,如圖 1-2(c)所示,因為基體連續(xù)結(jié)構(gòu),共同對材料性能產(chǎn)生影響,所以這種結(jié)構(gòu)的材料的彈性模量、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性都比均勻復(fù)合材料高。Zhang 等[22]制備了 B4C/5083Al T復(fù)合材料,如圖 1-2(d)所示,在制備過程中引進(jìn)微米 B4C 顆粒和 5083Al 粗粒起到了提高強度的作用,而 5083Al 粗晶相起到了提高韌性的作用,所結(jié)構(gòu)有效的提高了材料的強韌比。
圖 1-3 金屬基復(fù)合材料的強度-塑性(韌性)倒置關(guān)系屬基復(fù)合材料微結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能關(guān)系研摻入增強體顆粒(如 SiC 顆粒)得到的均勻性下降不可避免的[24-25]。均勻顆粒增強的金況下,可以改變增強體體積分?jǐn)?shù)及增強體;鶑(fù)合材料的強度會隨著增強體顆粒體積分一定值時,復(fù)合材料的強度反而降低,基體內(nèi)多數(shù)情況材料的變形能力降低。均勻分布的顆粒增強復(fù)合材料的力學(xué)性能和它d 和體積分?jǐn)?shù) fv之間的關(guān)系:1/31= ( 1)df
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Compression Mechanical Behaviour of 7075 Aluminium Matrix Composite Reinforced with Nano-sized SiC Particles in Semisolid State[J]. Jufu Jiang,Gang Chen,Ying Wang. Journal of Materials Science & Technology. 2016(11)
[2]金屬材料疲勞微裂紋的萌生與擴展研究[J]. 衣林,陳躍良,徐麗,胡建軍,羅浩. 飛機設(shè)計. 2012(02)
[3]金屬基復(fù)合材料的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 張荻,張國定,李志強. 中國材料進(jìn)展. 2010(04)
[4]顆粒增強金屬基復(fù)合材料SiCp/2024Al動態(tài)壓縮力學(xué)性能實驗研究[J]. 譚柱華,龐寶君,蓋秉政. 工程力學(xué). 2009(08)
[5]粉末冶金法制備SiC顆粒增強AZ81鎂基復(fù)合材料性能研究[J]. 岳云龍,蘇通,陶文宏,尹海燕. 稀有金屬材料與工程. 2007(03)
[6]SHPB實驗技術(shù)研究[J]. 馮明德,彭艷菊,劉永強,牛海成,李然. 地球物理學(xué)進(jìn)展. 2006(01)
[7]鎂合金及其成形技術(shù)的國內(nèi)外動態(tài)與發(fā)展[J]. 王渠東,丁文江. 世界科技研究與發(fā)展. 2004(03)
[8]鎂合金及其在工業(yè)中的應(yīng)用[J]. 訾炳濤,王輝. 稀有金屬. 2004(01)
[9]金屬材料疲勞損傷的宏細(xì)觀理論[J]. 馬駿,孫毅. 力學(xué)進(jìn)展. 2002(03)
[10]鎂合金在輕量化汽車中的應(yīng)用[J]. 賀巖松,楊誠. 汽車工藝與材料. 2002(06)
碩士論文
[1]SiCp/2024Al復(fù)合材料的動態(tài)壓縮及拉伸性能研究[D]. 石家儀.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
本文編號:3119410
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