含脫粘界面陶瓷顆粒增強金屬基復(fù)合材料彈性常數(shù)預(yù)報

基于eshelby等效夾雜理論和mori-tanaka平均場理論,導(dǎo)出含損傷兩相復(fù)合材料的剛度張量.認為顆粒增強金屬基復(fù)合材料的界面脫黏受控于顆粒所受的拉應(yīng)力,引入weibull分布函數(shù)描述顆粒脫黏概率,且受單向拉伸載荷作用時,僅在沿受力方向的上下兩側(cè)發(fā)生部分界面脫黏,從而將部分脫黏的各向同性顆粒由一完好的橫觀各向同性顆粒來等效,建立了部分脫黏模型.假定基體為各向同性材料,顆粒僅產(chǎn)生彈性變形,基體產(chǎn)生彈塑性變形且滿足mises屈服準則和等向強化準則,采用割線模量法討論了球形顆粒增強金屬基復(fù)合材料部分界面脫黏時的彈塑性性能,理論預(yù)測與實驗結(jié)果吻合較好.

為研究粉末冶金制備的碳化硅顆粒增強鋁基復(fù)合材料(sicp/al)中sicp含量對材料機械性能的影響,使用彈性波法測量了sicp含量不同的標準試樣的彈性常數(shù)矩陣.利用christoffel方程建立了橫觀各向同性材料波速與彈性常數(shù)之間的關(guān)系,介紹了水浸斜入射法測量準橫波和準縱波波速的基本原理和測量過程,基于上述原理進行了試驗,計算出了被測試件的彈性常數(shù).結(jié)果表明,sicp/al沿擠壓方向的機械性能最高,并且隨著sicp含量的增加,彈性常數(shù)變大,材料的強度升高.

用鋁和陶瓷顆粒制成復(fù)合材料,在7.62mm穿甲彈的侵徹下,復(fù)合材料的抗彈性能表現(xiàn)為:當復(fù)合材料中的陶瓷顆粒尺寸小于8mm時,防護系數(shù)隨陶瓷尺寸的增加而緩慢增加;當陶瓷尺寸大于8mm時,防護系數(shù)隨陶瓷尺寸的增加快速增加。在抗彈過程中,由于鋁對陶瓷的約束作用,和鋁與陶瓷界面的波阻特性,用鋁復(fù)合陶瓷塊制備陶瓷復(fù)合材料可以提高復(fù)合材料的抗彈性能

應(yīng)用細觀力學(xué)理論研究顆粒增強復(fù)合材料界面損傷問題，分析顆粒界面局部開裂與均勻開裂同時存在時材料彈性性能的改變，討論損傷顆粒形狀對材料有效彈性模量的影響。所有分析結(jié)果均以顯式給出，以便于研究者參考及工程應(yīng)用。

混雜增強金屬基復(fù)合材料是一種剛剛發(fā)展起來的新材料,它在各個領(lǐng)域已得到應(yīng)用。對混雜增強金屬基復(fù)合材料增強相預(yù)制塊從不同方面進行了詳細的介紹,對混雜增強金屬基復(fù)合材料增強相預(yù)制塊制備工藝技術(shù)、粘結(jié)劑類別、烘干燒結(jié)工藝等研究現(xiàn)狀進行了綜述,指出了預(yù)制塊制備中存在的問題,提出了今后的發(fā)展方向。

如何由增強纖維及樹脂基體的力學(xué)性能估算單向纖維增強材料的彈性性能,是許多復(fù)合材料力學(xué)研究者極為關(guān)注的問題之一。本文用玻璃/環(huán)氧單向復(fù)合材料的實驗數(shù)據(jù)與著名學(xué)者建議的計算公式做了比較,指出計算玻璃/環(huán)氧單向復(fù)合材料彈性性能的適用公式。

金屬陶瓷基復(fù)合材料課件

通過模擬顆粒隨機分布的復(fù)合材料,應(yīng)用均勻化方法預(yù)測出材料的宏觀等效彈性性能,研究其統(tǒng)計特性,探討顆粒大小、分布和幾何形狀的變化對材料等效彈性性能的影響。結(jié)果表明:所取代表體元尺寸與顆粒尺寸之比大于某臨界值時,材料的宏觀等效楊氏模量趨于某恒定值;顆粒位置的隨機性使材料等效楊氏模量的概率分布近似為正態(tài)分布;橢圓形截面的增強相有助于提高材料的等效楊氏模量。

本文研究了非晶態(tài)硅酸鋁纖維的晶化原理及晶化工藝，以便改善纖維和復(fù)合材料的成本和性能，并用ｘ－射線能譜、ｘ－射線衍射、電子探針和透射電鏡分析技術(shù)研究了纖維與鋁硅合金的界面反應(yīng)現(xiàn)象。與非晶態(tài)硅酸鋁短纖維相比，晶化硅酸鋁纖維的硬度高，與熔融金屬有穩(wěn)定的化學(xué)反應(yīng)，晶化硅酸鋁纖維增強鋁硅合金復(fù)合材料的高溫抗拉強度得到提高。

用細觀力學(xué)的方法對陶瓷顆粒增強金屬基復(fù)合材料進行研究,把材料簡化為三相模型,陶瓷粒子和基體殼簡化為橢球形二相胞元,用mori-tanaka法建立二相胞元的剛度預(yù)報模型。結(jié)果表明,二相胞元為橫觀各向同性,具有5個獨立的彈性常數(shù)。據(jù)二相胞元方位的隨機性,由應(yīng)力應(yīng)變換軸公式和物理方程確定復(fù)合材料的平均應(yīng)變,進而得到復(fù)合材料的等效彈性模量和等效泊松比以及等效剛度模量的理論計算公式,并通過對所建模型的分析,確定各參量與陶瓷顆粒含量之間的關(guān)系。

題目：碳纖維增強陶瓷基復(fù)合材料 抗氧化研究 學(xué)生： 學(xué)號： 院（系）：材料科學(xué)與工程學(xué)院 專業(yè)：無機非金屬材料工程 指導(dǎo)教師： 2013年05月22日 碳纖維增強陶瓷基復(fù)合材料抗氧化研究 （陝西科技大學(xué)710021） 摘要：碳纖維增強陶瓷基復(fù)合材料(cfrcmcs)具有良好的高溫力學(xué)性能和熱性 能，是航空航天領(lǐng)域非常理想的熱結(jié)構(gòu)材料．但cfrcmcs中的碳纖維極易 發(fā)生氧化，因此cfrcmcs的氧化防護問題一直是cfrcmcs研究的熱點。 文章對碳纖維改性、基體抗氧化技術(shù)、界面層抗氧化技術(shù)和表面涂層技術(shù)這四種 cfrcmcs的抗氧化技術(shù)及其原理進行了評述，分析了各類抗氧化技術(shù)的特點 并對其發(fā)展趨勢進行了展望． 關(guān)鍵詞:碳纖維;陶瓷基復(fù)合材料;抗氧化涂層,氧化保護 1前言 碳纖維增強陶瓷基復(fù)合材料（ｃｆｒｃｍｃ

非金屬基復(fù)合材料 1、聚合物基復(fù)合材料 聚合物基復(fù)合材料又被稱為增強塑料，作為一種最實用的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料， 在復(fù)合材料工業(yè)中占有主導(dǎo)地位。聚合物基復(fù)合材料主要分為兩大類，即顆粒、 晶須、短纖維復(fù)合材料以及連續(xù)纖維復(fù)合材料。短纖維復(fù)合材料主要作為次結(jié)構(gòu) 件，比如汽車的車殼等。連續(xù)纖維復(fù)合材料是在樹脂基體中適當排列高強、高剛 度的連續(xù)長纖維組成的材料體系，可用作次結(jié)構(gòu)件，也可用作主結(jié)構(gòu)件。從基體 材料來講，聚合物基復(fù)合材料可分為熱固性樹脂、熱塑性樹脂和橡膠基復(fù)合材料。 與鋼、鋁等傳統(tǒng)的金屬材料相比，聚合物基復(fù)合材料比強度高，比拉伸 模量大，熱膨脹系數(shù)低。表1為典型的單向纖維復(fù)合材料的性能。 1）非連續(xù)纖維增強復(fù)合材料 非連續(xù)纖維（顆粒、晶須、短纖維）可以用來增強各種聚合 物，根據(jù)組分、制備方法、性能以及應(yīng)用的不同主要分為4類： （1）熱塑成型組合物 （2）可熱成型板材 （

以sicp/6066al復(fù)合材料為例,計算和分析了界面性能參數(shù)(界面/基體模量比、界面泊松比和界面體積含量)及細觀結(jié)構(gòu)參數(shù)(顆粒形狀、排列方式和尺寸變化方式)對顆粒增強鋁基復(fù)合材料彈性模量的影響.結(jié)果表明:組分性能與界面性能對復(fù)合材料的彈性模量影響顯著,細觀結(jié)構(gòu)的影響不明顯,在工程應(yīng)用中可以忽略細觀結(jié)構(gòu)的影響.在保證復(fù)合材料延伸率的前提下,最有效增加復(fù)合材料彈性模量的途徑是改善復(fù)合材料的界面結(jié)合情況.當界面模量為基體模量的20%~30%時即可獲得滿意的增強效果.

顆粒增強銅基復(fù)合材料研究進展

利用mts810材料試驗機對體積含量為3%的tic顆粒增強鈦基復(fù)合材料tp-650及基體鈦合金進行了準靜態(tài)拉伸試驗,獲得了材料彈塑性變形的應(yīng)力應(yīng)變曲線。結(jié)果表明,復(fù)合材料及基體材料達到屈服后,直至材料的迅速失效,幾乎沒有應(yīng)變硬化效應(yīng)。由斷口分析可以看出,tp-650斷口平齊,無頸縮現(xiàn)象,斷口無韌窩,呈明顯的脆性斷裂特征,顆粒與基體界面有明顯的脫粘現(xiàn)象。最后,基于mori-tanaka平均場理論和割線模量法討論了顆粒增強鈦基復(fù)合材料tp-650的彈塑性性能,理論預(yù)測與試驗結(jié)果基本吻合。

復(fù)合材料第十三章-金屬基復(fù)合材料

基于對埋入無限大基體中的夾雜作微"膨脹"型體積擾動的假設(shè),提出復(fù)合材料有效彈性模量的一種預(yù)測模型。以自洽理論為出發(fā)點,推導(dǎo)出基體和夾雜均為各向同性的顆粒增強復(fù)合材料有效彈性模量的細觀力學(xué)解析計算公式。以顆粒增強金屬基復(fù)合材料和納米增強相復(fù)合材料為算例對有效彈性模量進行了預(yù)測,并與已有的實驗及用傳統(tǒng)的mori-tnanka法的預(yù)測結(jié)果進行比較,證明所提出的解析公式的合理性和工程實用性。

通過對顆粒增強復(fù)合材料中增強顆粒長徑的統(tǒng)計分析，推導(dǎo)出顆粒長徑比與其所占體積分數(shù)的關(guān)系，并將其納入到復(fù)合材料有效彈性模量的計算公式中。測試結(jié)果表明，經(jīng)修正后的預(yù)報公式具有較高的精度。

1 纖維增強陶瓷基復(fù)合材料的制備及其發(fā)展和應(yīng)用 說明：本文為學(xué)生課堂作業(yè)論文，有多處引用之處，非正規(guī)意義上的論文，只 是供學(xué)習之用，不要和正規(guī)論文比較！ 摘要：作為結(jié)構(gòu)材料，陶瓷具有耐高溫能力強、抗氧化能力強、硬度大、耐化 學(xué)腐蝕等優(yōu)點，缺點是呈現(xiàn)脆性，不能承受劇烈的機械沖擊和熱沖擊，因而嚴重 影響了它的實際應(yīng)用．為此，人們通過采用連續(xù)纖維增韌方法改進其特性，進而 研發(fā)出連續(xù)纖維增強陶瓷基復(fù)合材料。該種材料采用碳或陶瓷等纖維進行增強， 使陶瓷基體在斷裂過程中發(fā)生裂紋偏轉(zhuǎn)，纖維斷裂和纖維拔出等的同時，吸收能 量，既增強了強度和韌性，又保持了良好的高溫性能。 本文主要是綜述了陶瓷基連續(xù)纖維增強復(fù)合材料的制備方法，并分析了 各種工藝的優(yōu)缺點。在總結(jié)了現(xiàn)階段連續(xù)纖維增強復(fù)合材料研究中存在的問題的 基礎(chǔ)上，提出了今后連續(xù)纖維增強復(fù)合材料的主要研究方向。 關(guān)鍵字：陶瓷基增強復(fù)合

《河北紡織》2011年第二期（總145期）專題研究 1 碳納米管增強陶瓷基復(fù)合材料 王曉麗 （江蘇江陰國家紡織產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心214400） 【摘要】：本文綜述了碳納米管獨特結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能，碳納米管增強陶瓷基復(fù)合材料的燒結(jié)成 型以及其物理、力學(xué)性能，并對碳納米管增強陶瓷基復(fù)合材料的研究進行了展望。 【關(guān)鍵詞】：碳納米管；陶瓷基復(fù)合材料；物理性能；力學(xué)性能 引言 碳納米管(carbonnanotubes，cnts：)[1]是一種非常奇特的新型一維納米材料, 碳納米管在結(jié)構(gòu)上與其它的碳材料有很大的不同,它是由石墨中的碳原子在1200℃ 以上的高溫下,從其微觀結(jié)構(gòu)的六邊形網(wǎng)格層面的邊界開始卷曲，直到兩個邊界完美 地結(jié)合在一起而形成的一個籠狀“纖維”。碳納米管呈空心管狀結(jié)構(gòu),其長度為微米 級,直徑為納米級。根據(jù)管壁的碳原子層數(shù),可分為單壁

從碳纖維、樹脂基體、界面3個層次對碳纖維增強樹脂基復(fù)合材料的界面研究進行了綜述,重點介紹了碳纖維表面特性表征及改性方法、樹脂基體特性及改性方法和界面分析表征手段,由此提出了纖維/樹脂界面的研究路線,簡要分析了復(fù)合材料界面研究的前景與趨勢。為了實現(xiàn)纖維/樹脂界面的良好匹配,充分發(fā)揮碳纖維復(fù)合材料的性能優(yōu)勢,需完善界面表征手段、明確界面微觀性能與復(fù)合材料宏觀性能的關(guān)系、深化研究界面對復(fù)合材料濕熱性能及失效模式的影響等。

塑料逐步取代了一些傳統(tǒng)材料，如金覆等。在這一過程中，纖維增強材料的使用推動了這一趨勢的進一步發(fā)展。本文闡述了纖維怎樣與塑料更有效地復(fù)合。