硅酸铝短纤维增强AZ91D复合材料的界面微观结构及力学性能

以晶化的硅酸铝短纤维（Al₂O₃-SiO₂ ）_sf为增强体、用磷酸铝为预制体粘结剂,通过挤压浸渗工艺制备了（Al₂O₃-SiO₂ ）_sf /AZ91D镁基复合材料。通过光学显微镜、TEM和HREM分析研究了复合材料的界面微观结构和界面反应产物。结果表明：用挤压浸渗法制备的硅酸铝短纤维增强AZ91D镁基复合材料的界面厚度约为100 nm,界面上除有一定数量的MgO颗粒和少量的MgAl₂O₄和Mg₂Si颗粒外, 还有少量的MgP₄等反应产物存在;硅酸铝增强纤维与镁合金基体之间形成了较强界面结合,界面微观结构比较理想。力学性能测试表明,与AZ91D基体合金相比,复合材料的室温抗拉强度提高了约18%,弹性模量提高了约58%。     

原位增强镁基复合材料研究进展与原位反应体系热力学

本文综述了原位镁基复合材料制备方法的研究进展，并对原位镁基复合材料的可能的原位反应体系进行热力学分析。     

碳纤维增强镁基复合材料界面研究进展

碳纤维增强镁基(碳/镁)复合材料是一类非常有价值的结构材料,在航空航天、汽车等行业有很大的应用前景.综述了碳/镁复合材料的界面结合状况和界面结合的改善措施,并对碳/镁复合材料的现状及发展进行了展望.     

界面对硅酸铝短纤维增强AZ91D镁基复合材料蠕变性能的影响

界面对复合材料蠕变性能的影响很大。在试验分析的基础上建立了硅酸铝短纤维增强AZ91D镁基复合材料理论分析模型,利用三维有限元分析方法,系统研究了界面特性、界面上应力应变分布和短纤维位向变化对硅酸铝短纤维增强AZ91D镁基复合材料蠕变性能的影响。研究表明：界面特性,如厚度、模量,均对纤维最大轴应力和稳态蠕变速率有影响,当界面厚度增加,纤维最大轴应力减小而稳态蠕变速率增大;当界面模量增大,纤维最大轴应力增大而稳态蠕变速率减小,但当界面模量高于基体模量时,纤维最大轴应力和稳态蠕变速率均保持不变;纤维位向也影响轴应力分布和稳态蠕变速率,纤维在其末端界面上存在较大的应力和应变,此处容易产生微裂纹而使材料抗蠕变能力下降;界面对硅酸铝短纤维增强AZ91D镁基复合材料的蠕变曲线和蠕变断裂机制也有影响,其影响程度还与纤维位向有关。     

硅酸铝短纤维增强ZL109复合材料的热疲劳性能

研究了用Ａｌ２Ｏ３溶胶或硅溶胶作粘结剂制备硅酸铝短纤维增强ＺＬ１０９复合材料的热疲劳性能，结果表明，仅用Ａｌ２Ｏ３溶胶粘结剂能制备的复合材料的热疲劳性能最好，仅用硅酸作粘剂制备复合材料的热疲劳性能最差，热疲劳裂纹不是沿纤维与基体之间的界面扩展，就是穿过纤维扩展，且与裂纹扩展方向和纤维的取向有关，随着热循环次数的增加，上述复合材料的硬度逐渐下降。     

原位增强镁基复合材料研究进展与原位反应体系热力学

本文综述了原位镁基复合材料制备方法的研究进展 ,并对原位镁基复合材料的可能的原位反应体系进行热力学分析     

碳纤维增强镁基复合材料的界面研究进展

综合评述了碳纤维增强镁基复合材料的界面研究进展.介绍了碳纤维增强体的优点和两种不同的去胶方法,比较了不同的碳纤维涂层和基体成分对复合材料界面状态的影响,并对今后碳纤维增强镁基复合材料的研究方向进行了展望.     

硅酸铝纤维增强铝基复合材料的研究及应用

本文综述了国内外有关硅酸铝短纤维增强铝基复合材料的研究及应用的最新进展，并对铝基复合材料的组成、制备工艺、界面反应及其各项性能等做了综合分析、比较，同时指出铝基复合材料进一步向市场化发展急待解决的问题。     

硅酸铝纤维增强铝基复合材料的疲劳断裂特征

采用压力铸造法, 制得Al₂O₃?SiO₂短纤维增强的铝合金复合材料, 对其弯曲疲劳性能进行了测试, 并详细观察了疲劳裂纹的形成及扩展方式。结果表明: Al₂O₃?SiO₂f/ ZL 108复合材料存在 多种疲劳源; 疲劳裂纹的扩展是通过主裂纹与裂尖前方孔洞的相互联接而进行的, 是不连续的, 沿着纤维及渣球密集的路径扩展; 疲劳过程中主裂纹的形成消耗了大部分的疲劳寿命, 一旦主裂纹形成就快速扩展瞬间断裂。该复合材料的断裂宏观上是脆性的, 但微观上显示出塑性的特征。     

碳纳米管增强镁基复合材料热残余应力的有限元分析

为了探寻Ni层厚度对镀镍碳纳米管增强AZ91D镁基复合材料(Ni-CNTs/AZ91D)中热残余应力的影响, 在实验基础上, 建立不同Ni层厚度时Ni-CNTs/AZ91D复合材料的有限元模型, 模拟了Ni-CNTs/AZ91D复合材料中热残余应力的分布。研究发现: 在碳纳米管表面镀镍能够明显降低Ni-CNTs/AZ91D复合材料中的热残余应力。Ni-CNTs/AZ91D复合材料中, 热残余应力在Ni层厚度为6nm时最小; Ni层厚度由2nm增至6nm时, 热残余应力随着Ni层厚度的增加而减小; 当Ni层厚度超过6 nm时热残余应力随着Ni层厚度的增加而增大。复合材料中热残余应力的最大值随碳纳米管表面Ni层厚度的增加向Ni层与基体的界面移动。      

短切纤维及预应力对玄武岩织物增强水泥基复合材料拉伸力学性能的影响

通过静态拉伸试验研究不同体积掺量的短切碳纤维、钢纤维、耐碱玻璃纤维及预应力对5层玄武岩织物增强水泥基复合材料(BTRC)拉伸性能的影响。试验结果表明:短切碳纤维、玻璃纤维可以提高基体和BTRC的开裂强度,且开裂强度随着碳纤维掺量的增加而增加;预应力使基体产生预压力,明显提高其开裂强度。短切纤维及预应力都显著提高BTRC的峰值荷载和韧性,但峰值应变基本不变;峰值荷载和韧性随着钢纤维掺量的增加而增加,体积分数为1.5vol%掺量时达到最大值;随着碳纤维掺量增加,峰值荷载和韧性先增加后减小,体积分数为1.0vol%掺量时最大。施加预应力且掺入短切碳纤维或钢纤维时,短切纤维增强的基体可以更好地承受张拉力释放后纤维束径向变形引起的环向应力,进一步提高了织物与基体界面的挤压作用力及摩擦力,从而增强效果最明显,峰值荷载分别增加50.4%和58.9%,韧性分别增加84.7%和79.5%。BTRC材料掺入短切玻璃纤维、钢纤维及施加预应力均可以增加其受力后的裂缝条数,减小裂缝间距和裂缝宽度。     

Effects of volume ratio on the microstructure and mechanical properties of particle reinforced magnesium matrix composite

In the present study, the AZ91 alloy reinforced by (submicron + micron) SiCp with four kind volume ratio was fabricated by the semisolid stirring casting technology. The influence of volume ratio between submicron and micron SiCp on the microstructure and mechanical properties of Mg matrix was investigated. Results show that the submicron SiCp is more conducive to grain refinement as compared with micron SiCp. With the increase of volume ratio, the submicron particle dense regions increase and the average grain size decreases. The yield strength of bimodal size SiCp/AZ91 composite is higher than monolithic micron SiCp/AZ91composite. Both Δσ_Hall–Petch and Δσ_CTE increase as the volume ratio changes from 0:10, 0.5:9.5, 1:9 to 1.5:8.5. Among the composite with different volume ratio, the S-1.5 + 10-8.5 composite has the best mechanical properties. The interface debonding is found at the interface of micron SiCp-Mg. As the increase of volume ratio, the phenomenon of interface debonding weakens and the amount of dimples increases.     

纤维长度和体积分数对Al2O3-SiO2 / Al2Si微屈服行为的影响

以通过浸渗挤压工艺制备的Al₂O₃-SiO₂ / Al₂Si 复合材料为研究对象, 使用配备有精度达10 - 7位移测量装置的Inst ron5569 电子拉伸试验机, 并采用连续加载法, 详细研究了晶化硅酸铝短纤维的体积分数和短纤维长度对铝硅基复合材料微屈服行为的影响规律, 并定性分析了原因。结果表明: 随着晶化硅酸铝短纤维体积分数的逐渐增大, 铝硅基复合材料的微屈服强度逐渐减小, 但其宏观屈服强度和弹性模量却逐渐增大; 随着晶化硅酸铝短纤维长度的逐渐增加, 铝硅基复合材料的微屈服强度逐渐减小, 但其宏观屈服强度却逐渐增大。      

Effect of multidirectional forging on microstructures and tensile properties of a particulate reinforced magnesium matrix composite

A particulate reinforced magnesium matrix composite prepared with stir casting was subjected to multidirectional forging (MDF). The results showed that after 1 MDF pass the grain size of matrix in the composites decreased compared with as-cast composite, and increased with increasing the MDF temperature from 370 °C to 450 °C. With increasing the MDF passes at 370 °C, the particle distribution of the composite was improved until 3 MDF passes while the grain size of matrix in the composite reached a minimum after 4 MDF passes. Both the yield strength and the ultimate tensile strength of the composite were enhanced with increasing the MDF passes.     

On the mechanical behavior of aluminum alloys reinforced by long or short alumina fibers or SiC whiskers

This study was initiated to examine the dispersion of longitudinal and transverse waves in metal matrix composites in order to obtain the dynamic elastic modulus and to evaluate various models for predicting the composite's macroscopic elastic constants from the properties of its constituents. The materials chosen for this investigation were alumina continuous fibers on the one hand and alumina and SiC short fibers on the other hand, all embedded in an aluminum alloy matrix. In addition, some indications have been obtained experimentally for the acoustoelastic effect in the composite.     

基于宏观各向异性碳纤维增强树脂基复合材料的切削仿真

为了对碳纤维增强树脂基复合材料切削加工过程中的基体破坏及亚表层损伤机制进行研究,借助数值仿真方法建立了基于宏观各向异性的复合材料正交切削有限元模型。采用Hashin-Damage失效准则,通过定义纤维拉伸断裂、压缩屈曲极限应力及基体横向拉伸断裂、剪切断裂极限应力等数值,建立了复合材料切削加工动态物理仿真模型。通过切削力仿真值与实验值的比较,验证了仿真模型的有效性。通过对0°和90°纤维方向复合材料基体开裂和压溃的分析发现,当进入稳定切削后,基体开裂方向与纤维方向平行,而基体的压溃主要发生在刀尖周围。分析了纤维方向对复合材料亚表面损伤深度的影响,随着纤维方向角度的增加,工件亚表面裂纹损伤深度呈增长趋势。     

晶须增强铝基复合材料的热压缩变形行为研究

采用试验和数值模拟相结合的方法研究了纵向、横向和倾斜分布的晶须增强铝基复合材料热压缩变形行为.研究表明:SiCw/6061Al复合材料300℃压缩的应力-应变行为与晶须取向角密切相关;在热变形过程中,纵向分布晶须折断严重,导致复合材料表现为应变软化行为;而倾斜于压缩方向30°的晶须折断和转动明显,引起相应复合材料应变软化;横向分布晶须没有转动而折断程度很小,使复合材料呈现出加工硬化行为.