Zr41．25Ti13．75Ni10Cu12．5Be22．5熔体与W的润湿及复合

用座滴法研究了高真空下Zr41.25Tin13.75Ni10Cu12.5Be22.5（原子百分数，下同）熔体在W上的润湿行为及界面相互作用，并用浸渗法制备了W丝增强的Zr41．25Ti13．75Ni10Cu12.5Be22.5块状非晶复合材料。结果表明：在1053K～1173K之间，Zr41.25Ti13.75Ni10Cu12.5Be22.5熔体与W具有较好的润湿性。润湿温度升高会显著降低平衡接触角，并加速熔体的铺展，但也会增大W的溶解量。继续升高温度对平衡接触角和达到平衡接触角所需时间的影响很小。好的润湿性和快的铺展速率为制备W丝增强的Zr41.25Ti13.75Ni10Cu12.5Be22.5块状非晶复合材料选择合理的工艺参数提供了较大的自由空间。     

浸渗温度对Wf/Zr非晶复合材料界面及压缩性能的影响

用逆向浸渗工艺制备了直径为0.5mm的钨丝增韧Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5块体非晶复合材料。研究了浸渗温度对复合材料界面状态以及压缩性能的影响。当浸渗温度分别为1000、1100和1200K时,复合材料的界面结合分别为机械结合、机械结合与冶金结合共存和反应结合形式。较低的浸渗温度会造成界面结合强度不足,过高的浸渗温度导致钨丝脱熔而形成界面反应产物,二者均对Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5块体非晶复合材料的压缩强度和变形行为产生不利影响。在1100K浸渗时、保温30min获得的W/Zr块体非晶复合材料具有2409MPa的最高压缩强度和19.5%的塑性变形能力。     

钨丝增强(Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5)100-xNbx非晶复合材料的力学性能

采用XRD、SEM等表征方法研究钨丝增强(Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5)100-xNbx非晶复合材料的力学行为.研究表明,分别加入x=1,3,5,7(atA)的Nb后,制备的复合材料试样基体仍为非晶态:随Nb含量的增加,钨丝增强(Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5)10...     

含钴锆基块状非晶合金的制备与力学性能

采用水淬法制备了Zr—Ti—Cu—Ni—Be—Co块状非晶合金(BMGs)。使用XRD进行相分析，采用热分析仪进行玻璃转变温度、晶化温度和热稳定性等的测定，用SEM观察试样压缩后的外表面和断口形貌。研究了Co对Zr—Ti—Cu—Ni—Be合金非晶形成能力(GFA)、热稳定性及力学性能的影响。结果表明：含Co的所有Zr—Ti—Cu—Ni—Be BMGs都有1个明显的玻璃转变点和宽的过冷液相区(△T）。Zr38Ti17Cu10.5Co12Be22.5合金具有和Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5合金相当的△T；Co的添加明显提高Zr—Ti—Cu—Ni—Be BMGs的力学性能，含Co量大于10at％的Zr—Ti—Cu—Ni—Be BMGs的压缩断裂强度（σf）超过2000MPa，Zr38Ti17Co22.5Be22.5合金的σf达到2230MPa，比Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5合金的σf提高23％。     

正电子湮没技术研究Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5块体非晶合金的结构自由体积

采用X射线衍射(XRD)仪、正电子湮没光谱(PAT)研究Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5块体非晶合金的结构特性。结果表明:原始制备的Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5块体非晶合金其正电子湮没寿命为176ps(大于正电子在纯铁中点阵空位上湮没的寿命τVFe=165ps)。在过冷液区(T=400℃)等温退火中,正电子湮没寿命随着退火时间的增加而减小。在过冷液区退火,导致Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5块体非晶合金的结构更致密。     

Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5块体非晶合金结构自由体积周围化学环境的研究

采用X射线衍射(XRD)、正电子湮没技术(PAT)-多普勒展宽谱,研究Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5块体非晶合金及其过冷液相区结构自由体积周围的元素分布.结果表明:原始制备的Zr41Ti14Cu12.5Ni10Be22.5块体非晶合金其结构自由体积周围主要富集Zr原子,在过冷液相区(T＝400 ℃)等温退火后,在该合金结构自由体积周围探测到Zr、Ti和Be原子.     

定向开孔多孔块体非晶合金的制备和组织

介绍了一种利用电化学腐蚀造孔法制备开孔型定向排列大块金属玻璃多孔材料的工艺,其工艺过程分为渗流铸造制备W丝/Zr47Ti13Cu11Ni10Be16Nb3金属玻璃复合材料,和电化学腐蚀复合材料得到Zr47Ti13Cu11Ni10Be16Nb3金属玻璃多孔材料两个步骤。实验得到孔径为250μm,孔隙率分别为20%,60%,80%的多孔非晶以及孔径为500μm,孔隙率为60%的多孔非晶。SEM实验表明,复合材料开孔定向排列均匀,孔径和孔隙率均可控制。XRD和DSC分析表明,所制备的样品由单一的非晶相组成。EDX表明非晶在电化学腐蚀中薄层钝化膜的形成是多孔制备的关键。     

冷却速率和高径比对钛基非晶复合材料力学性能的影响

通过制备不同尺寸的Ti45.7Zr33Ni2.9Cu5.9Be12.5非晶复合材料样品,研究了冷却速率和高径比对内生枝晶相增强钛基非晶复合材料力学性能的影响.随着制备过程中冷却速率的降低,非晶复合材料中枝晶相的尺寸逐渐增大,同时枝晶相熟化的现象也趋于明显.在力学性能方面表现为非晶复合材料的强度降低而塑性增强.与以往非晶复合材料性能对高径比比较敏感所不同的是,本工作中的Ti45.7Zr33Ni2.9Cu5.9Be12.5非晶复合材料的力学性能对高径比的变化并不敏感,原因在于晶态相的存在以及其中的形变诱发马氏体相变行为的发生对非晶复合材料内部应力分布的调节.     

钨丝／Zr基金属玻璃复合材料的界面反应与扩散

采用渗流铸造工艺制备了钨丝增强不同Nb含量的Zr基金属玻璃复合材料，利用X-Ray衍射、扫描电镜以及电子探针考察了复合材料界面反应和界面扩散情况，研究了基体合金中的Nb含量对复合材料界面反应和界面扩散的影响。结果表明：对Zr55Al10Ni5Cu30基复合材料，渗流时，钨丝与液相中的Zr发生界面包晶反应，生成W5Zr3界面相，并使界面位置向液相方向移动。在Zr55Al10Ni5Cu30合金的基础上添加Nb，发现Nb优先在钨丝界面偏聚，降低了Zr在钨丝界面的偏聚和活度，抑制钨丝与液相中的Zr包晶反应的发生，没有生成W5Zr3界面相，界面处只存在简单的扩散层。同时发现Zr元素在钨丝中的扩散系数降低，此时界面位置向钨丝方向移动。     

Zr-Ti-Cu-Ni-Be大块非晶合金等温晶化过程相分离研究

利用差示扫描量热法(DSC)和透射电镜(TEM)对Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5(at％)大块非晶合金的等温晶化过程和析出相进行了研究。结果表明，大块非晶合金在等温晶化过程中表现出多阶段相析出行为，并且在不同的晶化阶段，析出相也有所不同。在第1个晶化阶段，析出相主要是体心四方(b.c．t)结构的Zr2Cu相；而在晶化的第2个阶段，晶化相主要为简单六方结构的ZrBe2相。从一定程度上证实了Zr41.2Ti13.8Cu12.5Ni10Be22.5大块非晶合金在发生晶化时会形成富Zr区和富Be区，即有相分离的趋势。XRD测试的结果也证实了非晶合金在发生完全晶化时，主要的晶化产物为Zr2Cu和ZrBe2相。     

Effect of infiltrating time on interfacial reaction and properties of tungsten particles reinforced Zr-based bulk metallic glass composites

The tungsten particles reinforced Zr_(41.2)Ti_(13.8)Cu_(12.5)Ni_(10)Be_(22.5) (Vit 1 alloy) bulk metallic glass composites (BMGCs) were prepared by the melt infiltrating casting method with the infiltrating time of 1,5 and 10 min,respectively.The changes of interfacial reaction and compression properties of the bulk metallic glass composites with different infiltrating times were studied.Results show that with the increase of infiltrating time,tiny nanocrystals are generated at the interfacial boundary of tungsten particles and the amorphous matrix,and the size of tiny crystals increases with the infiltrating time.When the infiltrating time is 10 min,polygonal crystals with a larger size are also generated within the amorphous matrix.The compressive strength of the composites also increases with the infiltrating time.When the infiltrating time is 10 min,the compressive strength of the composite reaches 2,030 MPa and the compression strain is 44%.The fracture morphology of the composite materials is in a vein-like pattern and the melting phenomenon is found on the fracture surface.In addition,the density of the shear bands during the compressive tests of the composite materials increases with the infiltrating time.     

Interfacial characteristics and dynamic mechanical properties of Wf/Zr-based metallic glass matrix composites

Tungsten fiber reinforced Zr41.25Ti13.75Cu12.5Ni10Be22.5 metallic glass matrix composites were fabricated by means of melt infiltration casting. Their dynamic compressive tests were performed using a Hopkinson bar. The relationship between the interfacial characteristics and the dynamic compressive behavior was investigated. The results indicate that the interface characteristics of composites include interfacial diffusion and interfacial reaction, and the interfacial shear strength increases when the interfacial reaction is serious. The dynamic plastic performance are improved obviously if the suitable interface reaction occurs. The failure occurs by shear and the fibers split longitudinally if there is no interface reaction or a little reaction; in contrast, holistic failure occurs if there is too much interface reaction.     

In-situ dendrite reinforced Dy-based amorphous matrix composites

In-situ dendritic reinforced Dy-Fe-Al amorphous matrix composites with a diameter of 3 mm were designed and fabricated by conventional Cu-mold casting method. XRD and SEM analyses were conducted to investigate the microstructure, the mechanical properties and the deformation and fracture behaviors of the composites. The forming mechanism and the deformation and fracture mechanism of the composites were discussed. The results indicate that the microstructures of composites consist of metallic glass matrix and α-Dy dendritic phase. The composites exhibit good mechanical properties with compressive fracture strength of 1 063 MPa, which is attributed to the effective bearing-load ability of the α-Dy dendrites and the glassy matrix and the restriction to the expanding of shear bands and cracks of the α-Dy dendrites. The nature of in-situ crystalline phases embedded in the amorphous matrix for in-situ crystallite reinforced Dy-Fe-Al amorphous matrix composites has a more important influence on the mechanical properties, the deformation and fracture behavior of the composites.     

多孔SiC陶瓷/Zr基非晶合金复合材料动态压缩性能研究

通过压力-浸渗法制备多孔SiC陶瓷/Zr基非晶合金复合材料。利用分离式霍普金森压杆装置(SHPB)、S-4800场发射扫描电镜等测试分析手段,探究复合材料制备保温时间和多孔碳化硅性能对多孔SiC陶瓷/Zr基非晶合金复合材料动态压缩性能的影响,并揭示了其变形机制。结果表明:保温时间和多孔碳化硅性能对多孔SiC陶瓷/Zr基非晶合金复合材料的动态抗压强度都有较大影响,当多孔碳化硅孔隙率为23.77%,平均孔径尺寸为26.72μm时,在复合材料制备浸渗温度为860℃,浸渗后保温6.0 min时,复合材料具有最高的动态抗压强度,为1757 MPa。多孔SiC陶瓷/Zr基非晶合金复合材料动态压缩断裂为脆性断裂,断口微观形貌特征包括SiC陶瓷相上形成具有不同特征的解理台阶,Zr基非晶合金相形成不同形态的脉状花样,非晶相保持相对完整。Zr基非晶合金相能有效阻碍裂纹的扩展,导致非晶相周围的碳化硅碎裂并挤压非晶相整体运动,从而提高了多孔SiC陶瓷/Zr基非晶合金复合材料动态抗压强度。     

热处理对SiCp/Al复合材料强度和塑性的影响

采用粉末冶金法制备了d300 mm的15%SiCp/Al(体积分数)复合材料坯锭,研究了挤压态和T4态复合材料的力学性能和断裂特点,揭示了基体强度和颗粒开裂对复合材料强度与塑性的影响规律。结果表明:复合材料T4态拉伸强度保持在560 MPa的水平下,延伸率仍高达7%以上;与挤压态相比,T4态复合材料拉伸强度和屈服强度分别提高了68.5%和105%,但塑性保持在同一水平。断口观察表明:挤压态复合材料以基体断裂为主,而T4态复合材料除了基体断裂外,还存在SiC颗粒开裂现象;基体强度严重影响复合材料的断裂形式,颗粒开裂有利于提高复合材料的塑性。     

W丝增强含Co锆基非晶复合材料的变形行为与力学性能

采用渗流铸造方法制备了W丝增强Zr-Ti-Cu-Be-Co非晶基复合材料，研究了复合材料的变形方式及力学性能。结果表明：W丝增强复合材料在准静态压缩条件下不仅保持了Zr-Ti-Cu-Be-Co非晶基体高的强度，而且表现出很高的塑性。与纯非晶相比提高了900％。随着W丝体积分数的增加，复合材料的变形方式由剪切滑移转变为W丝的弯曲和劈裂。复合材料的宏观塑性变形量与压缩过程中产生的剪切带数量成正比。W丝对非晶基体单一剪切带滑移的阻碍，促进多重剪切带的产生和扩展是复合材料产生大量塑性变形的微观机理。     

SiC纤维表面改性对SiCw／Al复合材料界面强度的影响

用ＳｉＯ２，Ｃ对ＳｉＣ纤维进行表面处理后制备成ＳｉＣｗ／Ａｌ复合材料，对其拉伸形变断裂过程的声发射行为进行了研究，并测定了纤维断裂强度和纤维基体间的界面切变强度。结果表明界面切变强度，纤维断裂强度和界面性能对纤维的表面处理十分敏感，富ＳｉＯ２处理的ＳｉＣ纤维的界面性能得到改善，而富碳处理的界面变脆。     

Compressive strength of continuous fiber reinforced aluminum matrix composites

Aluminum matrix composites can exhibit exceptionally high compressive strength (ε 4 GPa). The main failure mechanism has been identified to be plastic kinking, although an upper bound seems to be attained when the fibers reach their compressive strength. The experimental results are consistent with a plastic kinking model in strain hardening composites. The important parameters controlling the compressive strength are the composite shear modulus, the shear yield strength, the strain hardening rate and the maximum initial fiber misorientation. Interfaces can also play an important role; composites reinforced with weakly bonded fibers have a reduced compressive strength due to their low shear strength in the fiber direction. The results can be used to design composite systems with high compressive strengths; in practice this is done by selecting matrices with high yield strengths and fast hardening rates.     

基于细观力学有限元法的碳纤维增强铝合金复合材料横向拉伸行为研究

针对真空压力浸渗制备的碳纤维增强铝合金复合材料（CF/Al复合材料）,分别采用延性损伤本构和内聚力界面本构定义基体合金和界面的损伤演化与失效行为。建立其细观力学单胞有限元模型,数值模拟获得了复合材料横向拉伸变形中基体合金和界面的细观损伤演化和失效过程,通过复合材料横向拉伸应力-应变试验曲线与数值模拟曲线对比,验证所建立细观力学有限元模型的可靠性。结合力学试验和拉伸断口分析,探索CF/Al复合材料横向拉伸变形时断裂力学行为规律及其失效机理。     

高压浸渍-碳化制备沥青基碳/碳复合材料的组织与性能

以１ＫＰＡＮ基高强纤维为增强体,以调制中温煤沥青为基体的前驱体,采用高压浸渍－碳化工艺制备出了不同碳化压力状诚下的沥青基碳／碳复合材料。通过对所得碳／碳复合材料制件的弯曲性能试验及显微组织分析表明,材料的力学性能与碳化压力、密度、显微组织结构及界面结合状态有比较密切的联系。材料的断裂形式有韧性断裂、脆性断裂或它们的混合断裂形式,其密度和显微结构不同,表现出的断裂形式也不同,在制件的断面形貌上则表现