钨丝增强ZrTiCuNiBeNb金属玻璃基复合材料界面

采用渗流铸造工艺制备了钨丝增强ZrTiCuNiBeNb金属玻璃基复合材料,利用X射线衍射、扫描电镜、电子探针以及Nano IndenterⅡ纳米显微力学探针考察了复合材料的界面结构以及界面微区力学性能.结果表明:钨丝增强ZrTiCuNiBeNb金属玻璃基复合材料界面仅由单纯的界面溶解和扩散形成,并未发生界面反应,该界面应属于金属基复合材料的Ⅱ类界面;并且溶解和扩散的存在使界面微区的硬度和弹性模量高于基体,界面结合较强,没有沿界面的裂纹扩展.     

钨丝增强ZrAlNiCuSi块体非晶复合材料及其塑性行为

采用渗流铸造法制备出了钨丝增强ZrAlNiCuSi块体非晶复合材料，在压缩条件下复合材料表现出弹性-完全塑性的应力-应变行为，和未复合的大块非晶相比，总应变量提高600%以上，非晶复合材料塑性提高的原因是钨丝阻碍了非晶基体剪切带的滑移，诱发多个剪切带的产生，同时滑移的面积增大的结果，复合材料的破坏方式与钨丝体积分数有关，在体积分数小于40%时一般为剪切破坏，大于60%时为纵向劈裂破坏，介于（40-60）%之间时，在钨丝与界面结合良好的情况下，趋于剪切破坏，否则为劈裂的破坏方式。     

钨丝直径对连续锆基非晶复合材料拉伸行为的影响

通过连续渗流方法制备出钨丝体积分数为62%~66%,钨丝直径分别为40,60,80,150μm的钨丝增强锆基非晶合金复合材料。研究表明,钨丝直径为80μm时,非晶合金复合材料的抗拉伸强度和延伸率分别达到最大值,当钨丝直径增加到150μm时,非晶复合材料的抗拉伸强度和塑性急剧降低。对断口形貌进行了分析。研究发现钨丝增强非晶复合材料中,增强相直径不同引起面体率变化,从而影响非晶和钨丝界面的应力、钨丝在三轴应力状态下的变形和断裂以及非晶基体中剪切带的形成和扩展,最终影响复合材料的拉伸力学性能。     

等离子烧结AlCoCrFeNiTi_(0.5)/Al复合材料的组织和性能

采用放电等离子烧结制备了AlCoCrFeNiT_i(0.5)高熵合金颗粒含量(体积分数)分别为10%、20%、30%的AlCoCrFeNiTi_(0.5)/Al复合材料。研究了AlCoCrFeNiTi_(0.5)颗粒含量对铝基复合材料力学性能以及微观组织的影响。结果表明,增强体含量低于20%可以同时提高复合材料的室温强度和塑性。当增强体含量为20%时,相比于未增强的试样,抗拉强度和伸长率分别提高90.1%和52%,抗压强度提高76.2%,并仍保持塑性压缩特征。复合材料强度和塑性的提高是由于增强体和基体之间形成了稳定的界面。当增强体含量为30%时,复合材料塑性显著下降,这是由于过多的界面相导致基体损伤。     

体积分数对Wf／Zr基非晶复合材料准静态压缩特性的影响

系统研究了体积分数对钨丝增强Zr基非晶复合材料力学性能的影响。结果显示，在钨丝体积分数〈50％时，复合材料以剪切方式断裂为主，压缩强度和塑性应变随着体积分数的增加而增加；在体积分数≥50％时，复合材料以弯曲和劈开方式断裂为主，压缩强度随着体积分数的增加而继续增加，而塑性应变则开始降低。分析表明，钨丝体积分数的变化通过影响剪切带的形成而引起材料的力学性能发生变化。     

Zr_(46.9)Cu_(45.5)Al_(5.6)Y_(2.0)金属玻璃含B2-CuZr相内生复合材料的制备及其力学性能

通过增大铸造棒材直径来调整熔体的冷却速率,可在Zr_(46.9)Cu_(45.5)Al_(5.6)Y_(2.0)块体金属玻璃(BMG)中获得体积分数可变化的球形B2-CuZr相均匀分布于金属玻璃基体、并且具有较大尺寸的内生复合材料,其中含25%B2-CuZr相(体积分数)复合材料在压缩载荷下的塑性应变由单相金属玻璃的1.6%增大至6.5%,但在单向拉伸时样品没有观察到明显的延性应变.分析认为,复合材料在拉伸载荷下发生脆性断裂的本征原因在于CuZr相晶粒尺寸和间距与金属玻璃基体塑性区尺寸不满足尺寸匹配关系.在Zr Cu Al合金中添加2%Y(原子分数)严重损伤了金属玻璃基体的断裂韧性和塑性区尺寸,与Zr_(46.9)Cu_(45.5)Al_(5.6)Y_(2.0)BMG相比,不含Y的Zr48Cu45Al7BMG样品可预制疲劳裂纹,三点弯曲实验测得断裂韧性为(62±3)MPa·m1/2,平面应变条件下在裂纹尖端的塑性区尺寸可达150 mm.     

体积分数和烧结温度对(AlSiTiCrNiCu)p/6061Al复合材料的热导率的影响

高熵合金具有高硬度、高强度、耐磨、耐腐蚀、高温热稳定等优异性能,源于金属-金属间天然的界面结合特性,高熵合金与铝合金有良好的界面润湿性。本文采用AlSiTiCrNiCu高熵合金颗粒作为增强相增强铝合金,研究高熵合金体积分数与烧结温度对复合材料导热性能的影响。结果表明,(AlSiTiCrNiCu)p/6061Al复合材料的导热率随着AlSiTiCrNiCu颗粒体积分数的增大而降低,20 vol.% (AlSiTiCrNiCu)p/6061Al复合材料的导热率为61.59 W/(m?K),相比于基体6061Al合金降低了52 %。当体积分数为10%时,随着烧结温度的升高,复合材料的导热率降低,烧结温度为540℃时,复合材料的导热率为65.80 W/(m?K)。TEM分析,高熵合金与铝合金的界面为扩散性界面,没有发生界面发应,有助于导热率的降低。     

CVD Ta/W复合材料力学性能影响因素的研究

采用室温拉伸实验，扫描电镜，金相显微镜研究了影响CVD法制备的Ta/W层状复合材料力学性能的因素。结果表明：W体积分数，热处理温度，热处理时间均对复合材料的力学性能有较大影响。W体积分数为13%的复合材料同时具有良好的抗拉强度和塑性。能够有效提高复合材料抗拉强度和塑性的热处理制度为1600℃×2h，且热处理主要通过改变复合材料的晶粒大小及界面扩散层厚度来影响材料的力学性能。     

Al_(0.25)Cu_(0.75)FeNiCo颗粒增强铝合金的组织与性能

高熵合金是一种新型的结构与功能材料,源于金属-金属间天然的界面结合特性,高熵合金与铝合金基体间的界面润湿性极好。采用Al_(0.25)Cu_(0.75)FeNiCo高熵合金(HEA)颗粒作为增强相来增强铝合金,研究高熵合金含量变化对复合材料显微组织和力学性能的影响。结果表明:高熵合金增强相在基体中分布均匀,随着高熵合金体积分数的增大,局部会出现少量颗粒团聚现象。复合材料的弹性模量和硬度随着高熵合金含量的增加而增大,但复合材料的抗拉强度和延伸率呈现出先增大后减小的趋势。当高熵合金的体积分数为5%时,复合材料的极限抗拉强度和伸长率达到最大值(σb:437.6 MPa,ε:11.42%),比铝合金基体分别提高了20.1%和36.6%。TEM分析表明,高熵合金颗粒和铝合金良好的界面结合状态,使得复合材料具有较高的综合力学性能。     

玻璃/Ni/BaTiO3基复合PTCR材料的研究

研究在PTC陶瓷中复合金属以达到复合PTC材料低阻化的目的.为了促进烧结,配料中加入了玻璃料.研究了金属Ni和玻璃料的加入对复合PTC材料的室温电阻率和升阻比的影响.结果表明当金属Ni含量为15%(质量分数)、玻璃相含量为2%(质量分数)时,复合材料的性能达到了较好的水平,室温电阻率为25 Ω.cm,升阻比为2.34×102.     

Optimized interface and mechanical properties of W fiber/Zr-based bulk metallic glass composites by minor Nb addition

W fiber/Zr-based bulk metallic glass composites were prepared by melt infiltration casting and the interface reaction in composites was studied in detail. It was found that minor Nb addition to the matrix can suppress the interface peritectic reaction and optimize the interface structure in W fiber/Zr-based bulk metallic glass composites. Taking the interface characteristics of composites and glass forming ability of the matrix into account, an optimized alloy Zr₄₇Ti₁₃Cu₁₁Ni₁₀Be₁₆Nb₃ was selected as a new metallic glass matrix. The interface in the W fiber/Zr₄₇Ti₁₃Cu₁₁Ni₁₀Be₁₆Nb₃ bulk metallic glass composite has excellent interface bonding, and the compressive strength of 70% W fiber/Zr₄₇Ti₁₃Cu₁₁Ni₁₀Be₁₆Nb₃ metallic glass composite is 2.6 GPa, 58% higher than the unreinfored matrix. Multiple shear band formation in the matrix, which results from the interaction between W fiber and the matrix, can answer for the high ultimate fraction strength and excellent plastic deformation of the composite.     

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。     

Wf／ZrTiCuNiBe非晶合金复合材料的界面特征与性能

用渗流铸造水淬法制备了φ6mm×50mm的W纤维增强的Zr4125Ti13．75Cu12.5Ni10Be22.5非晶合金复合材料。采用扫描电镜（SEM）分析了相同渗流时间，不同渗流温度复合材料的界面反应形貌，并采用Push-out法测定了界面剪切强度，讨论了界面特征、界面剪切强度与宏观压缩断裂行为之间的关系。结果表明：渗流铸造法制备的W纤维增强Zr41.25Ti13．75Cu12.5Ni10Be22.5非晶合金复合材料明显提高了非晶合金的塑性和断裂强度。复合材料界面结合包括界面扩散和界面反应两个过程。界面反应程度加剧时界面剪切强度增大，复合材料的破坏方式由纵向劈裂转变为剪切破坏。     

V/Nb复合中间层热等静压扩散连接钢/钨接头的组织与性能

采用V/Nb复合中间层成功实现了钢/钨热等静压扩散连接,并对高温低压(1 050 ℃, 20 MPa)和低温高压(950 ℃, 100 MPa)条件下形成的接头界面结构及连接强度进行了探究. 结果表明,高温低压组和低温高压组接头均呈W/Nb/V/钢四层结构,抗剪强度分别为96.9 MPa和104.2 MPa,断裂位置均为无明显化学反应发生在Nb/V界面. 与高温低压组相比,降低连接温度并提高连接压强在一定程度上有助于形成高致密度的连接接头,但不能促进薄弱界面(Nb/V)的元素扩散并显著提高接头的连接强度.     

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。     

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。     

金属基复合材料制备中有害界面反应的控制和润湿性的改善工艺

介绍了液态法制备颗粒增强金属基复合材料（以SiCp／Al为例）过程中，如何控制增强相颗粒和基体之间发生的有害界面反应、改善增强颗粒与基体润湿性的常用方法。结果表明，添加Si元素、添加Ti、Zr、Nb、V等合金元素、表面涂覆和处理以及控制工艺方法和参数都可有效地抑制有害的界面反应发生和改善基体和增强相的润湿性。     

热压工艺对SiC纤维增强TB8复合材料组织影响研究

通过箔-纤维-箔法制备了Si C纤维增强TB8复合材料,采用光学电子显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和电子探针(EPMA)对复合材料的微观组织进行表征与分析,研究了真空热压复     

The failure of fiber-reinforced ceramic-matrix composites under dynamic loading

High-strain-rate compressive failure mechanisms in fiber-reinforced ceramic-matrix composite materials have been characterized. These are contrasted with composite damage development at low strain rates and with the dynamic failure of monolithic ceramics. It is possible to derive significant strain-rate strengthening benefits if a major fraction of the fiber reinforcement is aligned with the load axis. This effect considerably exceeds the inertial microfracture strengthening observed in monolithic ceramics and nonaligned composites. Its basis is shown to be the transspecimen propagation time period for heterogeneously-nucleated, high- strain kink bands. For high-strain-rate tensile loading conditions, it is found that behavior is not correctly described by the current matrix fracture/fiber pullout models. This is a consequence of the rapid and extreme frictional heating produced at the fiber-matrix interface by sliding velocities on the order of 100 m/s. At rapid loading rates, the near-interface matrix appears to virtually melt, and the frictional interface shear resistance is reduced to the point that the fibers debond throughout the specimen, and pull out without failing. This suggests that for sufficiently rapid loading, the stress to fail the composite will approach that merely to create the initial matrix crack (i.e., a stress level well below the ultimate strength normally attainable under quasistatic conditions).     

挤压熔体浸渗法制备金属涂覆碳纤维增强铝基复合材料的润湿性和力学性能改善

为了改善碳纤维与铝基体之间界面的润湿性和结合性能,采用挤压熔体浸渗法制备镍和铜涂覆碳纤维增强铝基复合材料,对两种不同涂层碳纤维增强铝基复合材料的界面润湿性、显微组织和力学性能进行比较和研究.显微组织结构分析表明,与无涂层碳纤维增强铝基复合材料相比,在相同的浸渗工艺条件下,在碳纤维表面涂覆两种金属均可以显著改善碳纤维与铝...