鋁基復合材料由于其輕質高強,具有優(yōu)秀的比剛度,耐磨性能以及疲勞性能,因而在交通、航空領域作為承受動載的構件有廣泛的應用前景。而顆粒增強鋁基復合材料由于其更好的各向同性性能以及相對低廉的生產成本,在工程應用上具有廣泛的前景。針對復合材料在工程應用中面對的力學性能以及功能性要求,本研究采用了碳化硼顆粒作為鋁基復合材料的增強相顆粒。碳化硼顆粒具有相對于碳化硅、氧化鋁等陶瓷材料更高的強度、熱穩(wěn)定性,并能與鋁基體更好的潤濕,產生良好的界面結合,從而得到更好的整體性能。同時碳化硼由于其較低的密度,且10B可為復合材料提供良好的中子屏蔽、吸收性能,復合材料也因此符合輕量化,功能化的設計要求。碳化硼顆粒增強復合材料的強度與增強顆粒的含量密切相關,理論上復合材料的強度隨顆粒含量的上升而增加,但過高的顆粒含量會引入大量界面與缺陷,同時增大生產加工難度。本文采用粉末冶金法制備了質量分數(shù)為30%的碳化硼增強鋁基復合材料,并將其加工為成型良好的3mm厚板材。同時對復合材料的拉伸性能與疲勞性能進行了實驗,以表征其靜態(tài)、動態(tài)力學行為并分析其失效機制。研究表明碳化硼增強鋁基復合材料的拉伸強度達到了267.25MPa,... 

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 B_4C/6061Al復合材料
        1.2.1 B_4C/6061Al復合材料簡介
        1.2.2 B_4C/6061Al復合材料制備方法簡介
    1.3 B_4C/6061Al復合材料疲勞研究現(xiàn)狀
        1.3.1 B_4C/6061Al復合材料疲勞影響因素
        1.3.2 B_4C/6061Al復合材料疲勞評定方法
        1.3.3 陶瓷顆粒增強鋁基復合材料疲勞的研究現(xiàn)狀
    1.4 本文的研究內容及技術路線
        1.4.1 研究內容
        1.4.2 技術路線
第二章 實驗材料、設備及方法
    2.1 實驗材料及制備工藝
        2.1.1 實驗材料
        2.1.2 B_4C/6061Al復合材料制備方法
        2.1.3 B_4C/6061Al復合材料顯微組織
    2.2 實驗方法及設備
        2.2.1 拉伸試驗
        2.2.2 疲勞試驗
        2.2.3 疲勞應變檢測
        2.2.4 聲發(fā)射
第三章 B_4C/6061Al復合材料顯微組織與拉伸性能
    3.1 引言
    3.2 B_4C/6061Al復合材料顯微組織分析
        3.2.1 B_4C顆粒對復合材料組織影響
        3.2.2 B_4C/6061Al復合材料物相分析
    3.3 B_4C顆粒對鋁基碳化硼復合材料拉伸性能影響
        3.3.1 B_4C/6061Al復合材料的拉伸性能
        3.3.2 B_4C/6061Al復合材料拉伸斷裂行為分析
    3.4 本章小結
第四章 B_4C/6061Al復合材料的疲勞性能研究
    4.1 引言
    4.2 B_4C/6061Al復合材料的高周疲勞實驗
    4.3 B_4C/6061Al復合材料疲勞過程中的應力-應變表征
    4.4 B_4C/6061Al復合材料疲勞斷裂行為
    4.5 本章小結
第五章 B_4C/6061Al復合材料的疲勞損傷分析
    5.1 引言
    5.2 B_4C/6061Al復合材料在循環(huán)載荷作用下的損傷機制
        5.2.1 B_4C/6061Al復合材料疲勞損傷表征方法
        5.2.2 B_4C/6061Al復合材料的動態(tài)彈性模量
    5.3 B_4C/6061Al復合材料疲勞過程中的能量轉換
        5.3.1 疲勞過程中B_4C/6061Al材料的能量耗散機理
        5.3.2 塑性應變能表征B_4C/6061Al復合材料疲勞損傷
    5.4 本章小結
第六章 聲發(fā)射方法分析B_4C/6061Al復合材料疲勞損傷
    6.1 引言
    6.2 聲發(fā)射計數(shù)表征B_4C/6061Al復合材料疲勞行為
    6.3 聲發(fā)射振幅表征B_4C/6061Al復合材料疲勞損傷
    6.4 聲發(fā)射能量表征B_4C/6061Al復合材料疲勞損傷
    6.5 本章小結
第七章 結論與展望
    7.1 結論
    7.2 研究展望
參考文獻
致謝
攻讀學位期間發(fā)表的學術論文和參與科研情況


【參考文獻】：
期刊論文
[1]航空航天用多功能SiC/Al復合材料研究進展（英文）[J]. 崔巖,王力鋒,任建岳.  Chinese Journal of Aeronautics. 2008(06)
[2]擠壓鑄造法制備可變形SiCP/Al復合材料的組織與性能[J]. 曲壽江,耿林,曹國劍,雷廷權.  復合材料學報. 2003(03)



本文編號：3648810