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Mechanical Properties of Laminated Aluminum-Based Plates with Gradient Interface

稀有金属材料与工程

关键词:

层状复合陶瓷材料的研究进展

李冬云 , 乔冠军 , 金志浩

无机材料学报

层状复合陶瓷材料是目前陶瓷增韧的最有效途径之一，有着广泛的应用前景，是陶瓷增韧研究的热点，近年来发展很快．本文介绍了层状复合陶瓷材料的结构设计、制备、特点以及主要韧化机制，综述了几种不同体系层状复合陶瓷材料的国内外研究进展情况，并探讨了层状复合陶瓷材料的弱点及今后应进一步研究的若干问题．

关键词: 层状复合 , ceramics , progress , toughening

增强体含量对SiCw/SiC层状陶瓷复合材料强韧性的影响

解玉鹏 , 成来飞 , 张立同

复合材料学报 doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160224.002

采用流延-化学气相渗透(TC-CVI)工艺制备SiC晶须(SiCw)/SiC层状陶瓷复合材料,研究了SiCw含量对层状陶瓷复合材料力学性能和微观结构的影响,探讨了SiCw/SiC层状陶瓷复合材料的强韧化机制.结果表明:TC-CVI工艺能够有效提高复合材料中晶须含量(40vol％),减少制备过程对晶须损伤,所制备的SiCw/SiC层状陶瓷复合材料具有合适的层内及层间界面结合强度.随着SiCw含量增加,层状陶瓷复合材料的密度和力学性能均有明显提高.含40vol％晶须的SiCw/SiC层状陶瓷复合材料的密度、弯曲强度和断裂韧性均比含25vol％晶须的分别提高了8.4％、30.8％和26.7％.断口形貌中能够观察到层间及层内的裂纹偏转,层内的裂纹桥接和晶须拔出等,这些为主要的增韧机制.高含量SiCw及合适的层间和层内界面结合强度,对提高SiCw/SiC层状陶瓷复合材料强韧性有明显作用.

关键词: 陶瓷基复合材料 , 层状复合材料 , 化学气相渗透 , 力学性能 , 微观结构

Al2O3/Steel-epoxy层状复合材料的制备和性能

李伟信 , 白明敏 , 陆颖 , 饶平根

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2013.12709

采用环氧树脂胶黏剂作为粘结剂,通过一种简单的模压方法,在5 MPa压力下常温固化,制备了一系列Al2O3/steel-epoxy层状复合陶瓷材料.结果显示,Al2O3/epoxy界面和steel/epoxy界面结合紧密.相比于氧化铝薄片,Al2O3/steel-epoxy层状复合陶瓷材料强度差别不大,但具有更高的断裂韧性、冲击韧性和断裂吸收能.裂纹扩展分析认为层状复合材料断裂韧性和能量吸收的提高主要得益于裂纹尖端钝化和捕获、裂纹桥连、层间脱粘和steel-epoxy层的塑性变形等机制.

关键词: 层状复合材料 , 氧化铝 , 界面 , 钢丝-环氧树脂 , 机械性能 , 韧化机制

热压烧结Al2O3/Al-steel Mesh-Al层状复合材料的制备和性能

白明敏 , 李伟信 , 李艳辉 , 赵威 , 饶平根

无机材料学报 doi:10.15541/jim20140410

在580℃和1.5 MPa的条件下用热压烧结的方法制备出了一系列Al2O3/Al-steel mesh-Al层状复合材料,该复合材料是由两层铝箔和一层丝网构成的“sandwich”结构,Al-steel mesh-Al为中间夹层.结果显示,Al2O3/Al的界面粘结紧密并且没有反应发生.在Al/steel的界面处出现了金属间化合物,该化合物改善了Al与丝网之间的结合性能.相比于纯Al2O3,Al2O3/Al-steel mesh-Al层状复合材料强度差别不大,但具有更高的断裂韧性和断裂功.裂纹扩展分析认为层状复合材料断裂韧性和断裂功的提高得益于裂纹钝化和捕获,界面分离,裂纹桥接和Al-steel mesh-Al的塑性变形等机制.落锤冲击结果表明,Al2O3/Al-steel mesh-Al层状复合材料具有较好的抗冲击性能.

关键词: 氧化铝 , Al-丝网 , 热压烧结 , 层状复合材料 , 力学性能 , 落锤冲击

交叠增韧仿生复合材料的研究进展?

吴为 , 徐柄桐 , 张荣霞 , 刘宝胜 , 曾元松

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2016.19.001

仿生设计方法为制备结构与功能一体化材料提供了重要的思路和途径，已成为各国研究的重点，贝壳的分层结构和高强韧性能仿生制造是其中较为典型的一类，据此可开发出具有优异的防护性能和抗裂纹扩展能力的层状复合材料。对层状复合材料制备工艺、界面扩散及结合强度、增韧机制、弹道防护性能的研究现状进行了简要综述，评价和总结了目前存在的问题，并对仿生制造的应用前景进行了展望，指出应加强层状复合材料变形的理论研究，进一步拓展层状复合材料的应用领域。

关键词: 仿生设计 , 层状复合材料 , 增韧 , 制备工艺

新型低密度高强高韧热轧层状钢研发

曹文全 , 徐海峰 , 张明达 , 董瀚 , 翁宇庆

钢铁 doi:10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20160081

鉴于能源短缺与高安全性要求，钢铁材料的低密度化与高强韧化成为高强钢的研发热点。大量报道证明，铝等元素合金化可以显著降低钢材密度，层状复合组织大幅度提高钢铁材料的韧性。在介绍国内外传统等轴晶粒高强韧钢、层状复合钢铁材料及低密度钢研发结果的基础上，提出了Fe-Al-Mn-C低密度双相钢的低中等合金质量分数（4%～12%）的合金化设计和高温铁素体和奥氏体的几何扁平化组织调控思路，制备出具有铁素体与马氏体相间排列的层片复合双相钢组织结构的高强韧钢研发思路。初步研究结果证明，层片双相钢的组织结构设计是可行的，实现了钢铁材料的高强度化（抗拉强度为1000～1500 MPa）、低密度化（6.5～7.5 g/cm3）和高韧性化（室温V型冲击韧性为200～400 J），突破了传统等轴结构材料的强韧化机制制约，形成了新型层状复合结构强韧化的钢铁材料研发方向。强调未来需要对层片双相钢材料进行深入研究，以实现对化学成分、层片组织结构参数与材料强度、韧性和材料密度关系的定量研究，深入探讨低密度层状双相钢的层状组织调控机制及其强韧化机理，为未来高强韧金属材料研发及应用开辟出创新发展方向。

关键词: 低密度钢 , 高强韧化 , 层状复合 , 热轧双相钢 , 结构材料