仿贝壳TiB2/Al-Cu层状复合材料的组织及其力学性能

陶瓷增强铝基复合材料是轻量化结构件的较理想材料，但随着陶瓷增强相含量的增加，复合材料的韧性会降低，导致复合材料服役过程中安全性的下降。因此如何实现复合材料高强韧性的匹配是制备陶瓷增强铝基复合材料一直存在的难题。根据仿生学思想，采用冷冻铸造及压力浸渗技术制备了不同陶瓷初始固相含量 (20vol%、30vol%、40vol%) 的 TiB₂/Al-Cu 层状复合材料。采用光学显微镜 (OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X 射线衍射分析 (XRD) 和力学性能测试研究了不同陶瓷初始固相含量对于 TiB₂/Al-Cu 层状复合材料微观组织和力学性能的影响。实验结果表明，随着陶瓷初始固相含量的提升，复合材料中陶瓷片层厚度增加，金属片层厚度减小，复合材料的抗压强度有所提升但抗弯强度和断裂韧性下降。其中，20vol% 陶瓷初始固相含量的 TiB₂/Al-Cu 层状复合材料拥有较优的断裂韧性，达到了 (20.59±1.5) MPa·m^1/2;40vol% 陶瓷初始固相含量制备的 TiB₂/Al...