鋁基層狀復(fù)合材料界面性能評(píng)定及其與疲勞的關(guān)系中文摘要

藉助薄膜力學(xué)性能測(cè)試方法研究金屬基層狀復(fù)合材料界面結(jié)合強(qiáng)度及其附近微區(qū)的性能如硬度、屈服強(qiáng)度 等。并引入內(nèi)應(yīng)力，研究組織、結(jié)構(gòu)和內(nèi)應(yīng)力對(duì)疲勞裂紋分叉、止裂等的關(guān)系。選擇既有實(shí)用意義又具有不同界面的層狀復(fù)合材料為對(duì)象。擬調(diào)變界面區(qū)狀態(tài)以考核結(jié)論的正確性，經(jīng)驗(yàn)證的研究結(jié)果不僅對(duì)層狀也對(duì)其他類型復(fù)合材料的設(shè)計(jì)有指導(dǎo)意義。 2100433B

本項(xiàng)目采用微粒與細(xì)絲，組成與工藝雙重和多重復(fù)合新技術(shù)配制了抗壓強(qiáng)度>350MPa，折壓比<1：3的超高性能水泥基復(fù)合材料；纖維混雜與微膨脹復(fù)合增強(qiáng)的超耐久水泥基復(fù)合材料；性能先進(jìn)的特種SIFCON材料，首次通過(guò)靶體試驗(yàn)揭示了該材料具有優(yōu)異的遮彈與防護(hù)特性。通過(guò)宏觀行為與微觀結(jié)構(gòu)的剖析提出了產(chǎn)生高與超高性能的機(jī)理。綜合運(yùn)用概率斷裂力學(xué)、愈滲和分形理論，在國(guó)內(nèi)外首次提出反映孔結(jié)構(gòu)及其隨機(jī)性的水泥基強(qiáng)度模型。在深層次剖析界面層強(qiáng)化、消失與再?gòu)?qiáng)化基礎(chǔ)上，通過(guò)力學(xué)模型的建立和有限元分析，創(chuàng)造性的提出了定量計(jì)算界面效應(yīng)范圍及其隨機(jī)疊加強(qiáng)化的科學(xué)方法，發(fā)展了界面理論，為加速超高性能低成本水泥基復(fù)合材料的發(fā)展提供了重要理論依據(jù)。 2100433B

碳纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料是一種重要的復(fù)合材料，因具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、良好的塑性和導(dǎo)熱性，被認(rèn)為是理想的功能材料和結(jié)構(gòu)材料，可廣泛應(yīng)用于航天航空、軍事和汽車工業(yè)等領(lǐng)域。碳纖維與鋁基體的界面結(jié)合問(wèn)題是碳纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料制備過(guò)程中最重要也是最難控制的環(huán)節(jié)。本項(xiàng)目以碳纖維布增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料為研究對(duì)象，研究碳纖維布與鋁基體凝固過(guò)程及塑性變形階段的界面行為。利用同步輻射原位成像、數(shù)值模擬、高分辨透射電鏡等手段表征凝固過(guò)程中碳纖維與鋁基體的界面反應(yīng)、界面形貌及反應(yīng)產(chǎn)物，研究電磁場(chǎng)、壓力場(chǎng)及表面處理對(duì)界面行為的影響機(jī)制，研究固態(tài)變形過(guò)程中界面結(jié)構(gòu)的協(xié)同變形機(jī)制。掌握碳纖維與鋁基體結(jié)合過(guò)程中界面的形成和演變規(guī)律，并深入闡釋界面形成的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)機(jī)制。在此基礎(chǔ)上，解決鋁熔體對(duì)碳纖維布的浸滲問(wèn)題，并實(shí)現(xiàn)控制碳纖維與鋁基體的結(jié)合反應(yīng)過(guò)程，為研究碳纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的制備方法提供理論指導(dǎo)。