SiCp/Al復(fù)合材料作為一種先進(jìn)的復(fù)合材料,具有高比強(qiáng)度和比模量、耐疲勞、尺寸穩(wěn)定性高等綜合性能,已被廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車制造及電子封裝等領(lǐng)域。本文主要研究增強(qiáng)顆粒特征對復(fù)合材料力學(xué)性能的影響,建立SiCp/Al復(fù)合材料宏微觀力學(xué)性能之間的定量關(guān)系,在對顆粒特征進(jìn)行定量化表征的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)分析顆粒特征參數(shù)對復(fù)合材料力學(xué)性能的影響規(guī)律,進(jìn)一步建立復(fù)合材料的力學(xué)性能耦合模型。本文的主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下:通過對不同位置的納米壓痕曲線分析獲得其對應(yīng)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線,并最終獲得數(shù)值模擬需要的力學(xué)性能參數(shù)及塑性階段的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系等。對界面位置的分析發(fā)現(xiàn),楊氏模量的平均值約為187.299GPa,屈服應(yīng)力的平均值為0.336GPa左右;界面部分塑性階段的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系為σ=0.336×（1+557.438·ε_p）^0.376。對基體位置的分析發(fā)現(xiàn),楊氏模量的平均值約為121.015GPa,屈服應(yīng)力的平均值為0.120GPa左右;基體部分塑性階段的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系為σ=0.120×（1+1011.269·ε_p）^0.410

【文章來源】：長安大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

按基體分類的應(yīng)用(a)多通結(jié)構(gòu)；(b)SiC/Ti復(fù)合材料葉環(huán)；(c)碳納米管增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料；(d)汽車同步器齒轂

圖 1.1 按基體分類的應(yīng)用(a) 多通結(jié)構(gòu)；(b) SiCf/Ti 復(fù)合材料葉環(huán)；(c) 碳納米管增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料；(d) 汽車同步器齒轂（2）按增強(qiáng)體分類① 顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料：其增強(qiáng)相為彌散硬質(zhì)顆粒。這種復(fù)合材料基體的作用主要是承載變形，增強(qiáng)相的作用是阻礙基體中的位錯(cuò)運(yùn)動，傳遞載荷。增強(qiáng)效果與顆粒相的體積分?jǐn)?shù)、分布、直徑、形狀等有關(guān)系。如陶瓷顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料[20]、合金顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料[21]等。② 層狀復(fù)合材料：各層材料的位向和形態(tài)可以不同；外層材料提供抗腐蝕性或裝飾外觀，而選擇內(nèi)層提供強(qiáng)度。分為實(shí)心夾層[22]和蜂窩夾層[23]兩種。③ 纖維增強(qiáng)復(fù)合材料：增強(qiáng)纖維是承受載荷的主要組元，它具有顯著的各向異性。如纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料[24]、纖維增強(qiáng)鈦基復(fù)合材料[25]等。

圖 1.3 復(fù)合材料壓力浸滲的一般過程壓力浸滲法的生產(chǎn)效率較高，適合批量生產(chǎn)，制備過程中散熱、冷卻較快，組織致密[41]，有效地改善了熔體與顆粒間的潤濕性[42]。但擠壓鑄造法要求預(yù)制件能夠承受較高的壓力而不發(fā)生變形；此法只適用于制備一些不連續(xù)增強(qiáng)的復(fù)合材料。② 無壓浸滲法無壓浸滲的工藝方法是預(yù)先把增強(qiáng)體做成所需的預(yù)制坯，然后將其放入金屬模具內(nèi)的某個(gè)位置，并使熔融液滲透到有預(yù)制坯中，最終凝固成所要求的復(fù)合材料。該技術(shù)的滲入方式[43]有：蘸液法、浸液法和上置法，如圖 1.4 所示。蘸液法是將增強(qiáng)顆粒制成多孔材料后插入鋁熔體內(nèi)，使熔液由下而上的滲入預(yù)制體的孔隙中，其特點(diǎn)是易實(shí)現(xiàn)致密化，但材料上下的均勻性不一。浸液法是將預(yù)制的多孔材料完全浸入熔融鋁液內(nèi)，鋁液可均勻的滲入多孔材料的孔隙中，其優(yōu)勢是浸滲較均勻，但預(yù)制件內(nèi)氣體需較復(fù)雜的工藝排除。上置法是將金屬材料置于多孔材料的上方，并將它們一同放入加熱爐內(nèi)升溫至


本文編號：3380071