宏观孔对金属材料阻尼行为的影响及其阻尼机制研究

采用空气加压渗流技术制备了含宏观孔开孔泡沫金属材料,运用内耗技术研究了宏观孔对金属材料阻尼行为的影响及其阻尼机制,宏观孔的引入大大提高了材料的阻尼性能。泡沫金属材料的基体为工业纯铝和锌铝共析合金,宏观孔的平均直径约0.5mm和1.4mm,宏观孔孔隙率为69%和65%。在多功能内耗仪上采用连续变温受迫振动方式测量了泡沫金属材料的内耗和相对动力学模量。实验表明泡沫金属材料的阻尼能力随着宏观孔的减小、宏观孔孔隙率的增加而增加,依据实验结果提出了泡沫金属可能的阻尼机制:晶界阻尼、位错阻尼、孔周围的应力集中和模式转换、孔洞/金属基体界面处由于动力学模量相差很大而使机械能转化为热能和孔洞发生不均匀膨胀或畸变使外加应变能耗散为热能。     

连续变温法测定多晶纯铝晶界内耗峰

采用可连续变温测量的多功能内耗仪在离散振动频率分别为0.2,0.3,1.0,2.0和3.0 Hz的条件下测定了多晶纯铝在25℃450℃升降温过程中的内耗峰值温度和相对动力学模量,并根据Arrhenius关系式计算了升降温过程中的扩散激活能和内耗行为特征。结果表明:多晶纯铝在受迫振动时,其升温和降温的内耗品质因子倒数曲线上均出现一个内耗峰,随着离散振动频率的增大,内耗峰峰位向高温方向移动,说明该内耗峰具有弛豫性;该内耗峰是晶界内耗峰,其机制为铝原子在铝/铝晶界的自扩散,其激活能为(2.24±0.03)×10-19J,指数前因子0τ为10-14s。     

宏观石墨颗粒增强工业纯铝金属基复合材料位错阻尼机制的研究

运用空气加压渗流技术制备了宏观石墨颗粒增强的工业纯铝金属基复合材料, 在25～400 ℃温度范围和频率为0.5、1.0和3.0 Hz条件下在多功能内耗仪上测量了材料的内耗和相对动力学模量; 用透射电子显微镜对材料的微观结构进行了观察。依据内耗测量和微观分析研究了宏观石墨颗粒增强工业纯铝金属基复合材料的位错阻尼行为。结果表明, 在频率0.5～3.0 Hz范围内, 复合材料的阻尼与致密工业纯铝的阻尼相比较, 阻尼性能提高2～3倍。复合材料阻尼能力随着石墨颗粒体积分数的增加而增加, 但相对动力学模量在减小, 材料的位错阻尼是一种重要的阻尼机制。     

宏观石墨颗粒对工业纯铝阻尼性能的影响

运用空气加压渗流技术制备了宏观石墨颗粒增强的工业纯铝金属基复合材料,在25～400℃温度范围和频率为0.5,1.0和3.0 Hz条件下在多功能内耗仪上测量了不同材料的内耗和相对动力学模量;用透射电子显微镜对材料的显微组织进行了观察;依据内耗测量和微观分析讨论了宏观石墨颗粒对工业纯铝阻尼行为的影响.结果表明:复合材料的阻尼性能随着宏观石墨颗粒体积分数的增加而增大,阻尼性能比致密工业纯铝提高了2～3倍.