翟彦博
,
马秀腾
,
梅镇
稀有金属材料与工程
为了克服单一初晶Si或Mg2Si颗粒增强的铝基复合材料的不足,采用离心铸造的方法制备了一种由初晶Si与Mg2Si两种颗粒互补增强的铝基梯度复合材料.这种复合材料的组织与性能具有明显的梯度分布特征:内层含有高体积分数的初晶Si与Mg2Si颗粒,形成互补增强区域,具有高硬度的特点;外层没有或含有极少量初晶颗粒,形成非增强区域,具有硬度低的特点.对该复合材料的离心成形机制探讨发现,大量细小的初晶Mg2Si颗粒是形成这种梯度复合材料的关键因素.在离心力场中,密度更小的初晶Mg2Si颗粒具有比初晶Si颗粒大得多的向心运动速度,在运动过程中它与初晶Si发生碰撞并推动后者一起快速运动,最终导致二者在内层的剧烈偏聚.此外,为了获得足够的初晶Mg2Si颗粒,在三元Al-Si-Mg合金中,Si的质量分数应不低于19％,Mg的质量分数应不低于4％.
关键词:
梯度复合材料
,
颗粒增强复合材料
,
初晶Si
,
初晶Mg2Si
,
离心铸造
沈珉
,
郝培
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20150417.001
采用内聚力模型(CZM)描述颗粒增强复合材料(PRCs)颗粒/基体非理想界面的力学行为,采用细观力学的Mori-Tanaka(M-T)方法和稀释解方法研究非理想界面刚度对该复合材料有效模量的影响.结果表明:复合材料某一体积含量下的有效模量和其颗粒/基体非理想界面刚度之间存在单调递增的关系曲线.同一复合材料不同体积含量的有效模量和非理想界面刚度关系曲线存在一个临界交点(CP),该点对应的临界界面刚度控制着颗粒体积分数对有效模量的影响.研究了基体和增强相的力学性能以及增强颗粒的尺寸对CP点临界界面刚度的影响.采用有效模量-界面刚度关系曲线,结合实验测得的有效模量,提出了估算PRCs的非理想界面刚度的方法,进而估计了复合材料的宏观有效模量.
关键词:
颗粒增强复合材料
,
均匀化
,
有效模量
,
内聚力模型
,
非理想界面刚度
