粉煤灰空心球/Al复合泡沫材料准静态力学性能及本构模型

为研究粉煤灰空心球/Al(Fly ash cenosphere/aluminum syntactic foam,FAC/Al)复合泡沫材料静力性能,采用万能试验机对铝基复合泡沫材料进行了准静态轴向压缩性能试验,考察了不同空心球平均粒径(分别为150、200和300 μm)对铝基复合泡沫材料变形失效模式及力学性能的影响,并获取了具有不同空心球粒径的复合材料在准静态下的应力-应变曲线,在此基础上分析了空心球粒径大小对复合材料能量吸收性能的影响。试验结果表明,在准静态荷载作用下,随着空心球粒径的增大,复合材料的压缩屈服强度、吸能能力及理想吸能效率有着明显的降低。此外,在获得的应力-应变曲线基础上,采用最小二乘法拟合得到了铝基复合泡沫在准静态荷载作用下的本构方程,并对其进行了验证,结果表明该方程具有较好的拟合度。      

2D Cf／Mg-2．0Re-0．2Zr复合材料的尺寸稳定性

采用压力浸渗法制备碳纤维织物(2D Cf)及单向碳纤维(1D Cf)增强镁合金复合材料,测试丁两种复合材料在50-350℃范围内的热膨胀行为.结果表明,2D Cf/镁合金复合材料(简称2D)平面内不同方向的平均热膨胀系数均随温度升高不断降低.从50到350℃,0°/90°方向的甲均热膨胀系数由4.03×10-6℃-1降至1.83×10-6℃-1;45°方向的平均热膨胀系数由4.53×10-6℃-1降至2.31×10-6℃-1.根据推导公式可以准确计算2D增强复合材料20-150℃范围内0°/90°方向的平均热膨胀系数.20～150℃热循环测试结果表明,2D复合材料具有较好的尺寸稳定性,在热循环过程中存在应变滞后现象,其残余塑性变形主要是基体合金在热应力作用下产生的塑性变形,并且从第2次热循环起,复合材料在热循环中产生的净应变不随热循环次数增加而变化.     

TiAl合金片层组织的形成与细化工艺及其机理研究

利用金相显微镜、扫描和透射电镜等仪器表征了TiAl合金的片层组织及结构特征,研究了Ti-48Al at%合金片层组织的形成机制和片层组织细化工艺及其机理。结果表明,Ti-48Al合金单级热处理能够得到全片层组织,平均晶粒尺寸约150μm,片层间距约1.30μm。其形成过程是:γ相在α相晶内(0001)面上通过全位错分解成核,通过不全位错滑移、层错区扩展而长大。循环热处理和双温热处理均能将片层晶粒尺寸细化到30μm,片层间距0.90μm,前者的细化机理为相变重结晶细化了α相晶粒,后者细化片层组织的关键在于低温段(α2+γ)两相区热处理形成细小的双态组织。     

热挤压对亚微米Al2O3p/2024Al复合材料组织和性能的影响

采用挤压铸造法制备了体积分数为30％的Al2O3p／2024Al复合材料,对材料在不同温度下进行热挤压试验,并对复合材料的力学性能进行了测试,同时利用光学显微镜、扫描电镜观察了复合材料压铸态和挤压态的微观组织。结果表明：热挤压改善了材料的组织,提高了材料的力学性能。随后的T6处理进一步提升了复合材料的力学性能,特别是小变形抗力。     

石墨烯用于精密构件轻质功能结构的探讨

石墨烯从2004年首次被发现到2010年获得诺贝尔奖至今,世界各国都将石墨烯技术研究提升至战略高度,成为最热门的研究领域之一,在锂离子电池、传感器、功能涂料和复合材料等领域丰硕成果不断。针对精密构件轻质功能结构的应用需求,通过梳理石墨烯材料的技术特征和国内外应用现状,结合精密构件行业特点,对石墨烯作为精密构件轻质功能结构材料的应用发展进行了探讨。     

Al-Mg/C耗散防热材料静态氧化模型

采用XPS、SEM等技术对耗散防热材料静态氧化试验中氧化膜的生成情况及氧化微观形貌进行了研究,并提出了不同温度及不同氧化时间下Al-Mg/C耗散防热材料静态氧化的吸附模型和扩散模型。氧化模型的建立,为研究该材料的耐烧蚀性能,设计冷却剂的成分提供了相应的理论依据。     

金属基复合材料界面反应控制研究进展

金属基复合材料可以通过基体合金成分改变、增强体的形态和种类选择及工艺控制等要素获得不同的材料特性,因而具有很强的可设计性。在金属基复合材料性能设计中,界面状态的控制是核心内容。归纳了作者近几年在金属基复合材料界面控制研究方面的研究工作,包括利用工艺技术方法控制Cf/Al有害界面反应,获得TiB2/Al自润滑界面;利用基体合金化方法控制SiC/Al和Cf/Al有害界面反应,获得W/Cu固溶体界面等方面的理论与实践。研究表明,采用材料制备工艺和基体合金化等方法控制界面反应热力学和动力学过程可以实现抑制有害界面产生及获得有益界面,而且是十分简捷、有效和低成本的方法。     

电火花加工SiCp／AI复合材料微细孔的技术研究

使用μ-spark2000机床对SiCp／AI复合材料进行电火花加工微细孔的工艺实验，分析了开路电压、电容、电极材料与加工速度和电极损耗之间的关系，总结了开路电压和电容对加工精度和表面粗糙度的影响规律，并成功加工出Ф53μm的微细阵列孔。     

挤压铸造法制备高致密Mo/Cu及其导热性能

采用专利挤压铸造方法制备了3种Mo体积分数分别为55%、60%和67%的Mo/Cu复合材料,并对其微观组织和导热性能进行了研究.结果表明:Mo颗粒分布均匀,Mo/Cu界面干净,不存在任何界面反应物和非晶层;复合材料组织均匀、致密,且致密度高达99%以上;复合材料的热导率为220～270 W/(m·K),并随着Mo含量的增加而降低.混合定律(ROM)较好地预测了55%Mo/Cu复合材料的热导率,而采用Maxwell模型和H-M模型的计算值与60%和67%Mo/Cu复合材料的热导率测试值一致.     

亚微米级Al2O3P／2024Al复合材料的时效行为

选用0．3μm的Al2O3颗粒，制备了体积分数为30％的Al2O3P／2024Al复合材料。利用硬度测试，DSC测试，透射电镜等手段研究了亚微米Al2O3；2024Al复合材料在160℃，175℃和190℃3种温度下的时效硬化行为。结果表明：亚微米Al2O3颗粒的加入使复合材料的硬度显著提高，但时效前后复合材料硬度提高的幅度较基体合金低得多。利用DSC和TEM对时效过程的综合分析表明，亚微米Al2O3颗粒的加入抑制了GP区的形成，提高了S＇相的热扩散激活能，使S’相析出困难。表现为复合材料析出相的数量较少、尺寸较小。