颗粒复合材料颗粒相／基体相界面结合强度

就颗粒复合材料相界面结合强度的定义、影响因素及其对颗粒复合材料力学性能的影响等方面作了综述,指出了目前研究中存在的问题,提出了颗粒复合材料相界面结合强度研究的方案。     

碳/铝复合材料界面结合强度对拉伸性能的影响

本文主要研究C/Al复合材料先驱丝的界面结合强度的表征方法以及界面结合状态对复合材料拉伸性能的影响.用自行研制的小型剪切试验机测定复合材料先驱丝的纵向剪切强度,通过计算得到复合材料界面处的剪切强度以此作为界面结合强度的定量表征方法.实验证明,不同界面结合强度的复合丝在宏观上表现出有不同纵向剪切强度值,复合材料的界面结合强度可以用界面剪切强度值定量描述.复合材料拉伸强度随界面强度提高而减少,在满足复合材料横向强度要求前提下,降低复合材料界面结合有利于提高拉伸强度.     

层状复合材料界面结合强度非传统评价方法

简要总结了层状复合材料界面结合强度的非传统评价方法。非传统界面结合强度评价方法包括:波振法(激光层裂法、应力波法、超声波法、电磁波法)、划痕法(激光划痕法)、辅助分析法(X射线衍射法、有限元法、解析法)和其他方法(电阻法)。波振法是将载荷以冲击波的形式施加在界面位置处,实现复层和基体分离。划痕法是将高能激光作用于复层,分离界面,实现界面结合强度的测量。电阻法通过建立界面电阻和界面强度之间的关系,评价界面结合强度。与传统界面评价方法对比,非传统评价方法有特殊优点:对材料的破坏程度小,有效抑制材料的弹塑性变形,测得界面强度接近界面本征强度。但非传统法也仍存在一些亟待解决的问题,随着新材料的不断出现,需要不断改进现有测试方法,使界面结合强度评价方法向着简单易行、无损、自动化的方向发展。     

硅对铝铅轴承合金带与热浸铝钢板热轧复合界面强度的影响

将铝铅合金带分别与热浸纯Al、Al-2%Si合金的钢板进行热轧复合。研究了元素硅、热浸时间、金属间化合物层厚度及缺口界面分数对结合强度的影响。结果表明,在复合过程中产生两种不同界面,铝铅合金与热浸铝钢板通过缺口界面和化合物界面而结合。总的结合强度主要取决于缺口界面强度的大小与分数的高低,而且与后者之间呈线性关系。硅对总结合强度的影响体现在:虽然对化合物界面强度的影响较小,但显著提高缺口界面强度,因而使总结合强度明显提高。在给定实验条件下,使热浸纯Al时的缺口界面强度从约为化合物界面强度的4倍提高到热浸Al-2%Si时的近6倍。     

确定层状复合材料界面结合强度的新模型

本文提出了一个确定层状复合材料界面结合强度的新模型,即由两种材料交替完全粘结在一起的复合梁。利用材料力学方法对这种梁进行了应力分析,包括正应力分析和剪应力分析。研究了两种情况:一种情况假设两种材料均是线弹性材料;另一种情况假设其中一种材料是纯线弹性材料。而另一种材料是理想弹塑性材料。本文给出的复合梁剪应力的计算公式为复合材料界面剪切强度的测定提供了比较精确的计算公式。     

界面结合强度对C/Cu 复合材料热膨胀性能的影响

本文通过在C/C u 复合材料的Cu 基体中添加不同的合金元素(Sn,Ni, Fe) 获得不同的界面结合强度, 研究了界面结合强度对C/C u 复合材料热膨胀特性的影响规律, 并分析了界面结合强度对降温过程中复合材料的收缩特性及残余应变的影响。      

铜/钢液固相复合界面的结合强度

用液－固相复合法制备铜包钢线,研究了钢线表面的处理方法,预热温度,铜液的温度和复合时间等工艺参数对铜包钢线中界面结合强度的影响。结果表明,表面经酸洗、机械打磨并覆助镀剂的钢线,在４００℃预热复合后,钢线与铜层之间的结合效果好,界面结合强度达到９５ＭＰａ。     

复合材料的界面强度及测定方法

研制出一种显微脱粘法界面强度的测定仪，在０－０．９８Ｎ范围内可以匀速连续加载，精度为０．９８ｍＮ。用它测定了Ｎｉｃａｌｏｎ ＳｉＣ纤维增强７７４０硅硼酸盐玻璃复合材料的界面强度，研究了纤维直径，相邻纤维间距对界面强度和界面强度对复合材料断裂韧性的影响。     

树脂基复合材料界面剪切强度的测定

本文建立了一种界面剪切强度表征的新方法,对复合材料的单根纤维施加轴向压力,使其与周围树脂基体脱胶。通过有限元分析,得到界面剪切强度。这种方法适用于实际复合材料制件,克服了其它测试方法的不足,它不仅对于界面研究具有重大的理论价值,而且对复合材料制品检测,力学设计等方面都具有重要的实际意义。并可望用于测定金属基、陶瓷基复合材料的界面剪切强度。     

爆炸复合材料结合界面的力学性能及其测定方法

本文对国内外有关爆炸复合材料结合界面力学性能测试方法进行了评述，并利用这些方法测定了ＴＡ２／Ａ３爆炸冲击载荷对金属材料力学性能的影响，同一爆炸复合板相对于起爆点不同位置处结合界面的力学性能变化，以及爆炸复合材料经消除残余应力热处理后结合界面力学性能的改变。     

颗粒增强金属基复合材料界面结合强度的表征:理论模型、有限元模拟和实验测试

金属基复合材料的综合性能优异,应用领域广泛,在这类材料中,增强相与基体之间的界面结合情况是影响材料性能的关键因素之一,而界面结合强度是衡量界面结合情况最重要的定量化指标。到目前为止,研究者们已经提出了许多测量复合材料界面强度的方法,包括早期就已经提出并一直沿用的微观力学测试方法,如单纤维拉出法、单纤维断裂法和微粘结测试法等,以及以材料宏观性能来评价界面应力状态的宏观实验方法,如横向弯曲实验、横向拉伸实验以及导槽剪切实验等。根据测量过程是否需要对界面进行破坏又可以分为声发射技术、声显微技术、拉曼光谱等技术的非破坏性方法以及一些需要破坏界面从而达到测量目的的破坏性方法。虽然诸多学者对复合材料界面结合强度的测量与表征做了大量的研究工作并取得了重大进展,但这些测试方法基本上都是基于纤维增强金属复合材料的成果,对于颇有前景的颗粒增强金属复合材料而言,这些测试手段却因颗粒增强相在形状和尺度上的特殊性而难以奏效,从而造成定量表征颗粒增强金属基复合材料界面结合强度相关研究的发展较为缓慢。为了解决颗粒增强相与金属基体界面强度难以测量的问题,许多研究者在建立理论模型的基础上通过有限元模拟的方法来表征界面的结合强度。这种方法可以用来预测颗粒增强金属基复合材料的界面结合强度,具有一定的指导意义,但是计算机模拟的方法在建模及计算过程中很大程度上对颗粒增强相的形状、分布状态以及界面的形变方式进行了简化处理,导致其结果与实际情况往往存在一定的误差。在这种情况下,研究者们开始寻求通过实验测试的方法来定量表征颗粒与金属基体之间的界面结合强度,也就是通过测量界面处的剪切强度或拉伸强度来表征界面的结合强度。本文针对颗粒增强金属基复合材料,归纳了国内外研究者们基于不同原理对界面结合强度进行研究和预测的理论模型,论述了对界面结合强度进行定量表征的有限元模拟测试法以及实验测试法,以期在一定程度上为界面设计与结合强度控制提供参考。     

陶瓷基复合材料界面结合强影响断裂过程的有限元研究

提出了纤维增强复合材料断裂有限元模型,该模型既用弹簧单元考虑了基体与纤维之间的分离,又用接触单元考虑了基体与纤维之间的摩擦,较真实地模拟了纤维增强复合材料的断裂过程。通过有限元计算,预测了基体与纤维之间的界面结合强度对整个复合材料断裂模式的影响。还对强弱两种不同基体弹性模量的材料进行进一步的探讨。对比其他文献 , 本文中预测结果与真实情况较为吻合。结果表明,对于纤维增强复合材料,不论是强基体还是弱基体,适中的界面结合强度有助于提高其韧性及整体抗拉强度。       

界面对碳纤维拉伸强度转化的影响

碳纤维在复合材料中的强度转化对其应用至关重要。界面结构与性能是影响碳纤维强度转化的关键因素之一。对碳纤维与树脂基体材料的界面结构进行了简要介绍。对界面层主要的构成部分,即上浆剂对提高碳纤维强度转化率的效果进行了讨论,明确了针对特定材料体系,存在一个最佳的上浆量能够使界面结合最强。对层间剪切强度与碳纤维的强度转化率之间的关系进行了梳理,指出在该领域仍然存在一定的争议和不明确性,需要进一步的深入研究。     

磁控溅射法制备铁氧体薄膜的界面结合强度研究

利用磁控溅射法在单硅晶基底和玻璃基底上沉积铁氧体薄膜,采用AFM观察薄膜的微观形貌,采用划痕法测试薄膜的界面结合强度,测试结果表明:由于两种不同材质上沉积的薄膜粗糙度缘故,硅晶/铁氧体薄膜的临界载荷为19.7N,其划痕形貌为裂纹状扩展,玻璃/铁氧体薄膜的临界载荷为5.3N,其划痕形貌为剥落状。     

用微脱胶技术表征芳纶纤维材料界面强度

采用微脱胶原位技术表征了Ａｐｍｏｃ，芳纶－Ⅱ纤维复合材料界面结合强度。     

热带地区大气环境对加气混凝土砌块与混凝土之间界面结合强度的影响

通过改变加气混凝土砌块与混凝土粘接件的含水量、含盐量,对粘结件进行热震、湿震及暴晒等处理后,测定界面结合强度,研究了热带海洋气候环境对加气混凝土砌块与混凝土之间界面结合强度的影响.结果表明,当加气混凝土砌块含水量为24％时,加气混凝土砌块与混凝土之间界面结合强度达到最大,随着含水量进一步增加,粘接件的界面结合强度逐渐下降;含盐对粘结件界面结合强度有增强作用;热震对界面结合强度有一定影响,湿震影响显著,而暴晒影响效果不明显.     

树枝状非连续界面对纤维增强复合材料强度的影响

对于含有化合物产生的强界面复合材料,界面结合强度的提高往往使材料的拉伸强度降低.本文研究了这种非连续的复合材料界面对界面裂纹、纤维的强度的影响,分析了非连续界面影响材料强度的机理.     

退火工艺对铜包钢线界面扩散和结合强度的影响

采用双铜带压接法制备铜包钢线,研究了铜包钢线的退火热处理工艺,探讨了退火温度和时间对铜-钢复合界面扩散和结合强度的影响。结果表明,随着铜包钢线退火温度的升高和时间的延长,扩散层厚度增加,界面结合强度提高。与保温时间相比,退火温度对其影响较大。退火温度为750℃,保温2h后界面结合效果最佳,继续升高温度和延长时间,界面扩散层厚度和结合强度几乎不变。利用扩散方程计算Fe和Cu原子的扩散激活能和扩散常数,确定了扩散常数与退火温度的关系。综合考虑铜包钢线扩散层厚度与结合强度的关系及生产实际要求,得到铜包钢线的最佳退火工艺为750℃保温2h。