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基于有限元的金属基短纤维复合材料MMC的一种统计蠕变模型 被引量：5
1
作者 岳珠峰 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2002年第4期381-390,共10页
在有限元分析的基础上建立了一个单向应力状态下金属基短纤维复合材料 (MMC)的统计蠕变模型·　首先建立细胞模型并进行有限元分析 ,得到了单向应力状态下材料细观尺寸及载荷方向对宏观蠕变响应的影响规律·　通过在细胞模型中... 在有限元分析的基础上建立了一个单向应力状态下金属基短纤维复合材料 (MMC)的统计蠕变模型·　首先建立细胞模型并进行有限元分析 ,得到了单向应力状态下材料细观尺寸及载荷方向对宏观蠕变响应的影响规律·　通过在细胞模型中增加一界面层 (考虑材料特性和厚度 )来研究基体和纤维的界面对MMC宏观蠕变响应的影响·　基于细胞模型的数值结果 ,提出了一适用于纤维平面随机分布的随机统计模型 ,该模型考虑了纤维的断裂·　通过试验获得纤维的统计分布规律·　分析结果表明随机统计模型可以满意地描述试验结果·　进一步讨论了材料细观尺寸 。 展开更多
关键词 金属基短纤维复合材料 MMC 统计蠕变模型 细胞模型 有限元 蠕变响应 纤维断裂 细观纤维尺寸
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颗粒/短纤维增强铝镁合金金属基复合材料温度相关性屈服强度理论预测模型
2
作者 贺屹 董攀 《有色金属(中英文)》 北大核心 2025年第5期756-761,共6页
颗粒/短纤维增强金属基复合材料在航空航天等领域应用时常遭受不同的温度环境,鉴于其屈服强度直接关系到部件的安全性,合理表征和预测其温度相关性屈服强度成为研究的重点。针对颗粒/短纤维增强铝镁合金金属基复合材料,结合修正的剪切... 颗粒/短纤维增强金属基复合材料在航空航天等领域应用时常遭受不同的温度环境,鉴于其屈服强度直接关系到部件的安全性,合理表征和预测其温度相关性屈服强度成为研究的重点。针对颗粒/短纤维增强铝镁合金金属基复合材料,结合修正的剪切滞后模型并考虑了纤维、基体材料的杨氏模量及其随温度的演化,建立了一个温度相关性屈服强度理论预测模型σ_(cy)(T)={A[1+8V_(f)^(2)s^(2)(E_(f)(T)-E_(m)(T)/3(E_(f)(T)+4V_(f)s^(2)E_(m)(T)]·(E_(m)(T)+v_(m)(T_(0))T_(m)-T/E_(m)(T_(0))1+v_(m)(T)T_(m)-T_(0))^(0.5)·σ_(my)(T_(0))for RT≤T≤473K A[1+8V_(f)^(2)s^(2)(E_(f)(T)-E_(m)(T)/3(E_(f)(T)+4V_(f)s^(2)E_(m)(T)]·(E_(m)(T)+v_(m)(T_(0))T_(m)-T/E_(m)(T_(0))1+v_(m)(T)T_(m)-T_(0))^(1)·σ_(my)(T_(0))for 473K<T。模型的预测结果与所有可获取的不同温度下的实验数据均取得了很好的一致性,为方便地预测颗粒/短纤维增强铝镁合金金属基复合材料温度相关性屈服强度提供了一种新方法。 展开更多
关键词 金属基复合材料 温度相关性屈服强度 理论预测模型 颗粒增强 短纤维增强
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三维网络结构陶瓷增强金属基复合材料的制备原理与现状
3
作者 刘俊伟 方杰 +1 位作者 范才河 欧玲 《中国有色金属学报》 北大核心 2025年第6期1917-1941,共25页
本文综述了三维网络结构陶瓷增强金属基复合材料(Three-dimensional network structure ceramic reinforced metal matrix composite,3DNSCMMCs)的制备方法、机理及研究现状。重点对陶瓷预制体的孔隙调控机理、金属熔体浸渗原理及金属-... 本文综述了三维网络结构陶瓷增强金属基复合材料(Three-dimensional network structure ceramic reinforced metal matrix composite,3DNSCMMCs)的制备方法、机理及研究现状。重点对陶瓷预制体的孔隙调控机理、金属熔体浸渗原理及金属-陶瓷界面润湿和界面结合理论予以详细的介绍,并对多孔陶瓷预制体的主要制备方法及其熔体浸渗方法进行探讨,概述了3DNSCMMCs当前的研究现状,认为“增材制造(3D打印)陶瓷预制体+金属熔体真空压力浸渗”技术制备金属基复合材料将取得快速发展,获得低热膨胀、复杂结构、高体积分数增强体、高强度陶瓷增强金属基复合材料是目前研究的热点,实现其低成本、短周期、高性能及大批量化是未来发展趋势。 展开更多
关键词 金属基复合材料 多孔陶瓷 液相浸渗 3D打印
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热机械循环载荷下短纤维增强金属基复合材料性能分析 被引量：2
4
作者 施惠基 贾大炜 程蕾 《机械强度》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期345-352,共8页
从复合材料内部组分的细观力学关系入手,选取代表体积元,基于Eshelby椭圆夹杂理论和瞬时体积平均的概念,通过集中张量描述纤维与基体以及纤维与纤维间的相互作用,并把在弹性范围内得到的各集中张量推广到弹塑性范围内,建立能够在弹塑性... 从复合材料内部组分的细观力学关系入手,选取代表体积元,基于Eshelby椭圆夹杂理论和瞬时体积平均的概念,通过集中张量描述纤维与基体以及纤维与纤维间的相互作用,并把在弹性范围内得到的各集中张量推广到弹塑性范围内,建立能够在弹塑性范围内分析热机械循环载荷作用下短纤维增强金属基复合材料的性质的模型。为了接近工程实际,假设纤维始终保持线弹性,对基体材料采用能反映bauschinger效应的混合硬化模型,依据基体的弹塑性状态决定复合材料整体的弹塑性状态。在塑性范围内,从各向异性的角度出发,采用增量法迭代得出每个加载步结束时复合材料整体以及各相的应力应变增量。编写控制应变和温度加载条件下,计算复合材料应力应变响应的程序,着重讨论纤维的外形、空间分布、体积百分比以及温度载荷对复合材料宏观性质的影响,并与相关的实验结果和数值结果进行比较。 展开更多
关键词 短纤维增强金属基复合材料 热机械循环载荷 混合硬化模型 弹塑性 瞬时体积平均 集中张量
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短纤维增强金属基复合材料微屈服行为的计算机模拟 被引量：2
5
作者 吴晶 李文芳 蒙继龙 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第3期364-367,共4页
本文采用细观力学模型 ,根据Eshelby等效夹杂原理和双夹杂模型等 ,用计算机模拟的方法定量计算了短纤维增强金属基复合材料微屈服行为规律。计算结果表明在基体材料的微屈服规律符合Brown Lukens线性规律的情况下 ,金属基复合材料的σ -... 本文采用细观力学模型 ,根据Eshelby等效夹杂原理和双夹杂模型等 ,用计算机模拟的方法定量计算了短纤维增强金属基复合材料微屈服行为规律。计算结果表明在基体材料的微屈服规律符合Brown Lukens线性规律的情况下 ,金属基复合材料的σ - <εp>1 2 也近似符合Brown Lukens规律。同时计算了增强体短纤维的含量、形状。 展开更多
关键词 短纤维增强金属基复合材料 微屈服行为 计算机模拟 细观力学 MMC
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短纤维增强金属基复合材料的热残余应力及其对拉伸和压缩载荷下应力分布的影响 被引量：6
6
作者 丁向东 连建设 江中浩 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期282-285,共4页
运用空间轴对称有限元方法 ,研究了短纤维增强金属基复合材料热残余应力的分布及其对拉伸和压缩载荷下应力分布的影响。研究表明 ,在拉伸和压缩载荷下 ,热残余应力可导致不对称的应力分布 ;热残余应力降低拉伸时的应力传递 。
关键词 短纤维增强 拉伸 压缩 金属基复合材料 有限元 热残余应力 应力应变 TRS
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挤压铸造短纤维增强金属基复合材料浸渗过程分析 被引量：4
7
作者 储双杰 吴人洁 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第12期10-12,17,共4页
在分析挤压铸造金属基复合材料浸渗条件的基础上，建立了液态金属在短纤维预制件中的浸渗和压力分布模型，计算结果表明：（１）当外加压力不足以使短纤维预制件产生变形之前，其浸渗距离和浸渗前端的压力分别为：Ｘｆ＝１－Ｆ１－Ｖ... 在分析挤压铸造金属基复合材料浸渗条件的基础上，建立了液态金属在短纤维预制件中的浸渗和压力分布模型，计算结果表明：（１）当外加压力不足以使短纤维预制件产生变形之前，其浸渗距离和浸渗前端的压力分别为：Ｘｆ＝１－Ｆ１－Ｖｆ∫ｔ０ｕｄｔ和Ｐｓ＝μｕＫ０１－Ｆ１－Ｖｆ∫ｔ０ｕｄｔ－４Ｖｆ０γｃｏｓθｄｆ（１－Ｖｆ０）（２）当外加压力使短纤维预制件产生变形之后，其浸渗距离和浸渗前端的压力分别为：Ｘｆ＝１－Ｆ１－Ｖｆ∫ｔ１０ｕｄｔ＋∫ｔｔ１ｕ（１－Ｆ）Ｋ（１－Ｖｆ）ｄｔ和Ｐｓ＝μｕＫ０１－Ｆ１－Ｖｆ∫ｔ１０ｕｄｔ＋μｕ∫ｔｔ１ｕ（１－Ｆ）Ｋ（１－Ｖｆ）ｄｔ－４Ｖｆγｃｏｓθｄｆ（１－Ｖｆ） 展开更多
关键词 挤压铸造 短纤维 金属基 复合材料 压力浸渗
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界面特性对短纤维金属基复合材料蠕变行为的影响 被引量：4
8
作者 姜云鹏 岳珠峰 万建松 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期743-748,共6页
基于短纤维增强金属基复合材料(MMC)的单纤维三维模型(三相),利用粘弹性有限元分析方法对影响金属基复合材料的蠕变行为的因素进行了较为系统的分析。研究中主要讨论了界面特性和纤维取向角对金属基复合材料的蠕变性能的影响。研究结果... 基于短纤维增强金属基复合材料(MMC)的单纤维三维模型(三相),利用粘弹性有限元分析方法对影响金属基复合材料的蠕变行为的因素进行了较为系统的分析。研究中主要讨论了界面特性和纤维取向角对金属基复合材料的蠕变性能的影响。研究结果发现,界面特性诸如厚度、模量和应力指数都对纤维最大轴应力和稳定蠕变率产生影响:稳态蠕变率随界面模量的增大而逐渐减小,当高于基体模量时基本保持不变;纤维轴应力的变化与蠕变率正好相反。稳态蠕变率随界面厚度、应力指数的增加而增大;而轴应力则随之减小。同时不同的纤维取向也影响金属基复合材料蠕变时的轴应力分布和稳态蠕变率。 展开更多
关键词 金属基复合材料 蠕变 有限元分析 界面特性 纤维取向角 应力指数 轴应力分布 稳态蠕变率
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短纤维金属基复合材料应力传递的有限元分析
9
作者 康国政 高庆 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期139-144,共6页
基于短纤维增强金属基复合材料的单纤维轴对称和三维细观力学模型，利用弹塑性有限元分析方法对该复合材料中基体与纤维间的应力传递进行研究。研究中主要讨论了基体、纤维和界面的力学性能以及纤维位向的变化对应力传递和应力分布的影... 基于短纤维增强金属基复合材料的单纤维轴对称和三维细观力学模型，利用弹塑性有限元分析方法对该复合材料中基体与纤维间的应力传递进行研究。研究中主要讨论了基体、纤维和界面的力学性能以及纤维位向的变化对应力传递和应力分布的影响。研究表明，复合材料微结构参数的变化将显著影响基体与纤维间的应力传递和复合材料中的应力分布，复合材料设计过程中必须考虑合理的微结构特征。 展开更多
关键词 短纤维复合材料 金属基体 应力传递 有限元分析
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亚麻纤维/环氧树脂复合材料短纤维插层增韧数值模拟研究
10
作者 于本泽 李岩 +1 位作者 涂昊昀 章中森 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期82-89,共8页
亚麻纤维/环氧树脂复合材料因具有密度低、力学性能优异且绿色环保等优点,在航空领域得到广泛应用与关注。然而亲水性亚麻纤维与疏水性环氧树脂基体间界面相容性差,使得复合材料抗分层能力不足,影响了材料承载能力与使用寿命。短纤维插... 亚麻纤维/环氧树脂复合材料因具有密度低、力学性能优异且绿色环保等优点,在航空领域得到广泛应用与关注。然而亲水性亚麻纤维与疏水性环氧树脂基体间界面相容性差,使得复合材料抗分层能力不足,影响了材料承载能力与使用寿命。短纤维插层增韧是复合材料层间增韧的有效方法,而以内聚力模型为基础的数值模拟也是复合材料层间增韧研究的有效工具。采用双线性、指数型和三线性三种内聚力模型分别对短芳纶纤维插层亚麻纤维/环氧树脂复合材料的Ⅰ型层间断裂行为进行数值模拟,结合双悬臂梁试验结果与数字图像相关法观测,总结了内聚力本构关系选取对模拟结果的影响。结果表明,双线性和指数型模拟结果未出现阶梯波动下降,不适合短纤维插层的层间增韧模拟;而三线性内聚力模型因体现了纤维桥联与基体破坏增韧作用,模拟结果表现出与实验相近的纤维桥联失效增韧模式与裂纹扩展行为,可有效模拟短纤维插层增韧效果及行为,为复合材料短纤维插层增韧设计提供合理依据。 展开更多
关键词 亚麻复合材料 短纤维插层 层间增韧 内聚力模型 纤维桥联
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基于机器视觉的短纤维复合材料的取向度提取方法 被引量：1
11
作者 郑子君 乔英 邵家儒 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2024年第3期65-72,共8页
纤维取向度对短纤维增强复合材料的宏观性质有着明显的影响。采用机器视觉方法从扫描电镜(SEM)照片中提取纤维取向度是一种兼顾效益和成本的做法。为准备训练和测试数据集,基于正交椭圆纤维闭合近似模型推导了一种取向分布,并结合接收-... 纤维取向度对短纤维增强复合材料的宏观性质有着明显的影响。采用机器视觉方法从扫描电镜(SEM)照片中提取纤维取向度是一种兼顾效益和成本的做法。为准备训练和测试数据集,基于正交椭圆纤维闭合近似模型推导了一种取向分布,并结合接收-拒绝算法和RSA算法实现了短纤维复合材料几何结构的重构,从而生成大量模拟SEM图像。在此基础上,提出一种基于灰度共生矩阵的BP神经网络(GLCM-BP)用于取向度的预测,并与常见的形态学分割、结构张量关系、卷积神经网络算法(CNN)方案的结果进行了对比。算例表明,GLCM-BP模型能够很好地预测纤维取向度,测试数据的拟合相关性达到0.99,均方误差约为0.01,满足工程使用的需要。横向对比发现:结构张量公式在平面分布中的预测结果明显偏小;在低纤维体积分数时,形态学方法和GLCM-BP法预测结果最好;在高纤维体积分数时,GLCM-BP和卷积神经网络表现更好。本文提出的GLCM-BP法也有一定抵抗噪点的能力。 展开更多
关键词 短纤维增强复合材料 取向度 人工神经网络 形态学 机器视觉
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增强体表面改性在高导热金属基复合材料中的应用 被引量：3
12
作者 蔡志勇 文璟 +1 位作者 王日初 彭超群 《有色金属科学与工程》 CAS 北大核心 2024年第2期237-255,共19页
随着电子技术的高速发展和电子器件的更新换代,电子封装材料的性能需求越来越高。金属基复合材料,尤其是铝基和铜基复合材料具有高导热、低膨胀、高稳定性等特点,是具有广阔应用前景的电子封装材料。然而,金刚石、石墨烯、硅等增强体与... 随着电子技术的高速发展和电子器件的更新换代,电子封装材料的性能需求越来越高。金属基复合材料,尤其是铝基和铜基复合材料具有高导热、低膨胀、高稳定性等特点,是具有广阔应用前景的电子封装材料。然而,金刚石、石墨烯、硅等增强体与基体的润湿性差,或者在高温下与基体发生有害的界面反应,限制了此类高导热金属基复合材料的开发和应用。本文简述了金属基复合材料的界面研究进展,结合影响金属基复合材料界面结合的因素,提出了几种改善界面结合的方法。增强体表面改性是改善金属基复合材料界面的重要途径之一,常用工艺有磁控溅射法、化学气相沉积法、溶胶凝胶法、化学镀法等;最后,对增强体表面改性在高热导金属基复合材料中的应用进行分析和展望。 展开更多
关键词 电子封装材料 金属基复合材料 铝基复合材料 铜基复合材料 增强体 界面反应 表面改性
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金属/陶瓷互穿网络结构复合材料:制备方法、结构特征与性能特点
13
作者 刘子瑞 肖和 +2 位作者 彭超群 王日初 王小锋 《中国有色金属学报》 北大核心 2025年第6期1895-1916,共22页
金属/陶瓷互穿网络结构复合材料是一种具有特殊增强相结构的金属基复合材料,其增强相与基体相均呈现连续网络状三维结构。凭借其优异性能,金属/陶瓷互穿网络结构复合材料在电子封装、交通工具及武器装甲等领域展现出巨大应用潜力。本文... 金属/陶瓷互穿网络结构复合材料是一种具有特殊增强相结构的金属基复合材料,其增强相与基体相均呈现连续网络状三维结构。凭借其优异性能,金属/陶瓷互穿网络结构复合材料在电子封装、交通工具及武器装甲等领域展现出巨大应用潜力。本文梳理了金属/陶瓷互穿网络结构复合材料的制备方法,包括增强相多孔预制体制备方法如固相烧结法、有机泡沫浸渍法、生物模板法、添加剂法、溶胶-凝胶法、冷冻干燥法及3D打印法等,以及复合方法如无压浸渗法、挤压铸造法及真空压力浸渗法等。分析了金属/陶瓷互穿网络结构复合材料的力学性能、耐磨性能、热学性能特点以及相关机理。最后展望了金属/陶瓷互穿网络结构复合材料的发展前景及未来研究方向。 展开更多
关键词 金属基复合材料 互穿网络结构复合材料 多孔预制体 浸渗 力学性能 热学性能 耐磨性能
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改性及取向玄武岩纤维增强烟片胶复合材料的制备及性能
14
作者 周博文 李伟帅 +4 位作者 张泽明 党东营 黄存盛 张德伟 汪传生 《高分子材料科学与工程》 北大核心 2025年第1期19-29,共11页
用锆酸酯对玄武岩纤维(BF)进行表面改性,并对烟片胶(RSS)基体内的BF进行取向,研究了不同长度、添加份数和取向方式对BF/RSS复合材料性能的影响。结果表明,与未添加BF及添加BF未取向的BF/RSS复合材料相比较,BF取向的BF/RSS复合材料的综... 用锆酸酯对玄武岩纤维(BF)进行表面改性,并对烟片胶(RSS)基体内的BF进行取向,研究了不同长度、添加份数和取向方式对BF/RSS复合材料性能的影响。结果表明,与未添加BF及添加BF未取向的BF/RSS复合材料相比较,BF取向的BF/RSS复合材料的综合性能得到了明显提升。其中,长度为3 mm、添加份数为5 phr并经径向取向的BF/RSS复合材料相较于其它长度、份数及取向方式的综合性能最好,300%定伸应力增加了22.8%,撕裂强度提高了25%,且Payne效应较弱,损耗因子峰值小,扫描电镜分析表明BF在RSS基体中的分散性较好。BF长度为6 mm、添加份数为5 phr并经过径向取向制得的复合材料,在胶轮转速720 r/min、冲击速度120 c/min条件下,耐切割性能最优提高了34%。 展开更多
关键词 玄武岩纤维 烟片胶 改性 锆酸酯 短纤维复合材料
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金属基聚合物复合材料短纤维桥接界面强化机理 被引量：1
15
作者 计操 周国发 《中国塑料》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期59-66,共8页
针对金属基聚合物复合材料易诱发界面剥离损伤失效的共性问题,研究了通过多层复合组装注射成型,在聚合物复合层与粘接层界面形成短纤维桥接,实现复合界面强化。基于内聚力剥离损伤模型,构建了短纤维桥接强化界面剥离裂纹扩展断裂失效过... 针对金属基聚合物复合材料易诱发界面剥离损伤失效的共性问题,研究了通过多层复合组装注射成型,在聚合物复合层与粘接层界面形成短纤维桥接,实现复合界面强化。基于内聚力剥离损伤模型,构建了短纤维桥接强化界面剥离裂纹扩展断裂失效过程的模拟仿真技术,模拟建立了界面剥离裂纹快速失稳扩展断裂损伤失效临界载荷—桥接纤维特性—界面剥离断裂韧性(损伤启裂应力T_0和临界应变能释放率G_(c))的协同关联理论,诠释了短纤维桥接界面强化机理,提出了预防短纤维桥接强化界面诱发剥离裂纹快速失稳扩展失效的设计准则。结果表明,当桥接纤维密度为20根/mm^(2),可使其临界载荷增加55.9%,临界载荷受控于桥接纤维密度、初始预裂纹面积、损伤启裂应力和临界应变能释放率,且与桥接纤维密度、损伤启裂应力和临界应变能释放率呈正关联关系,而与初始预裂纹面积呈负关联关系。 展开更多
关键词 金属基 聚合物 复合材料 纤维桥接 界面强化 剥离失效 预防设计准则
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哈尔滨工业大学金属复合材料与工程研究所
16
《中国材料进展》 北大核心 2025年第3期F0004-F0004,共1页
哈尔滨工业大学金属复合材料与工程研究所由武高辉教授创建,2014年升格为“金属基复合材料国家地方联合工程实验室”。研究所始终把满足国家重大工程急需和探索科学前沿相结合,在金属基复合材料高品质制备、界面反应控制、材料性能设计... 哈尔滨工业大学金属复合材料与工程研究所由武高辉教授创建,2014年升格为“金属基复合材料国家地方联合工程实验室”。研究所始终把满足国家重大工程急需和探索科学前沿相结合,在金属基复合材料高品质制备、界面反应控制、材料性能设计等三大核心技术领域形成了特色鲜明的基础理论和工艺技术。 展开更多
关键词 金属基复合材料 复合材料与工程 界面反应 材料性能 工程实验室 科学前沿 哈尔滨工业大学 基础理论
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石墨烯增强金属基复合材料界面研究进展 被引量：3
17
作者 杨昌一 吴舒凡 +1 位作者 肖文龙 马朝利 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期195-211,229,共18页
金属基复合材料是由高强度增强相与金属基体组成,因具备优良的综合性能,在各领域内展现出广阔的应用潜力。与常规增强相不同,石墨烯是一种由碳原子以sp^(2)杂化轨道组成六角呈蜂巢状晶格的二维碳纳米材料,因其独特的结构而具有优异的电... 金属基复合材料是由高强度增强相与金属基体组成,因具备优良的综合性能,在各领域内展现出广阔的应用潜力。与常规增强相不同,石墨烯是一种由碳原子以sp^(2)杂化轨道组成六角呈蜂巢状晶格的二维碳纳米材料,因其独特的结构而具有优异的电学、力学、热学和光学等特性。石墨烯增强金属基复合材料已经成为先进复合材料领域的研究热点,而对于金属基复合材料,其综合性能与界面的结构和性质关联密切。从近年来石墨烯增强金属基复合材料界面微观组织及理论研究出发,对常见石墨烯增强金属基复合材料体系的界面结构及力学性能进行总结,同时总结计算机模拟手段在分析界面结构、界面结合强度以及界面微观断裂机制等方面的进展,为设计和优化金属基复合材料界面提供理论依据。 展开更多
关键词 石墨烯 金属基复合材料 界面性质 界面反应 计算机模拟
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激光增材制造网状结构金属基复合材料的研究进展 被引量：3
18
作者 伍子纯 刘阳 +5 位作者 李海尊 谭振国 唐楠 宋宇峰 刘筱 陈宇强 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1052-1070,共19页
相较于传统增强相呈均匀分布的金属基复合材料,网状结构金属基复合材料因其独特的“机械互锁”“位错钉扎”等组织结构特征,具有更优异的室温强度、高温强度、弹性模量和断裂韧性,在航天、航空等领域上具有广泛的应用前景。激光增材制... 相较于传统增强相呈均匀分布的金属基复合材料,网状结构金属基复合材料因其独特的“机械互锁”“位错钉扎”等组织结构特征,具有更优异的室温强度、高温强度、弹性模量和断裂韧性,在航天、航空等领域上具有广泛的应用前景。激光增材制造技术可实现对网状结构的精细化调控,为网状结构金属基复合材料的进一步发展提供了新的途径。本文综述了高能量激光束诱导马兰戈尼对流作用下网状结构金属基复合材料的形成机理、影响网状结构形成的因素、不同类型网状结构的显微组织结构特征,分析了网状结构金属基复合材料的多段弯曲断裂、微孔聚集断裂等断裂机制,阐述了在霍尔−佩奇、奥罗万、泰勒、载荷传递等强化机制共同作用下的强化机理,以及独特的增强相贫、富区协同作用下的韧化机理,并对其未来的研究方向进行了展望。 展开更多
关键词 网状结构 激光增材制造 金属基复合材料 断裂机制 强韧化机理
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MAX相陶瓷增强金属基复合材料:制备、性能与仿生设计
19
作者 刘艳艳 谢曦 +1 位作者 刘增乾 张哲峰 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期145-152,共8页
由于原子间存在共价键、金属键与离子键的混合键合状态,MAX相陶瓷兼具金属和陶瓷材料的性能特点,并且常与金属之间表现出良好的润湿性,有助于形成强界面结合,独特的层状原子结构使MAX相陶瓷表现出良好的断裂韧性、阻尼与自润滑性能。因... 由于原子间存在共价键、金属键与离子键的混合键合状态,MAX相陶瓷兼具金属和陶瓷材料的性能特点,并且常与金属之间表现出良好的润湿性,有助于形成强界面结合,独特的层状原子结构使MAX相陶瓷表现出良好的断裂韧性、阻尼与自润滑性能。因此,作为金属基复合材料的增强相,MAX相陶瓷具有显著优势,本文着重介绍相关研究进展。目前,MAX相陶瓷增强金属基复合材料主要通过搅拌铸造、粉末冶金和熔体浸渗等途径制备,得到的复合材料表现出优于金属基体的强度、硬度与模量,同时还具备良好的耐磨、导电、抗电弧侵蚀等性能。此外,借助真空抽滤、冰模板等工艺可实现超细片状MAX相陶瓷粉体的择优定向排列,然后利用金属熔体浸渗多孔陶瓷骨架,可获得具有类贝壳结构的MAX相陶瓷增强金属基仿生复合材料,进一步提升材料的强韧性能。MAX相陶瓷增强金属基复合材料在承载、电接触等应用领域具有显著优势和广阔前景。 展开更多
关键词 MAX相陶瓷 金属基复合材料 仿生设计 力学性能 熔体浸渗 专题评述
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连续纤维增强金属基复合材料的研制进展及关键问题 被引量：42
20
作者 王涛 赵宇新 +4 位作者 付书红 张勇 曾维虎 韦家虎 李钊 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期87-96,共10页
介绍连续纤维增强金属基复合材料的种类及其在航空航天领域的应用情况,并对连续纤维增强金属基复合材料研制过程中的难点和热点问题进行归纳和总结,对关键技术问题提出相应的研究方法和思路。纤维与金属基体间的界面问题是其研究与应用... 介绍连续纤维增强金属基复合材料的种类及其在航空航天领域的应用情况,并对连续纤维增强金属基复合材料研制过程中的难点和热点问题进行归纳和总结,对关键技术问题提出相应的研究方法和思路。纤维与金属基体间的界面问题是其研究与应用的最主要问题,可以从纤维的表面改性、纤维与基体的相容性和润湿性、界面反应、界面强度等方面入手,结合各种复合材料制备工艺的特点,解决界面薄弱性问题;另外加强复合材料损伤机理的研究,建立其损伤评价体系,可以为其实际应用提供参考依据;先进的加工成型和连接技术,可以降低复合材料零件的制造成本,确保零件质量,是复合材料产业化应用的重要保证。 展开更多
关键词 纤维增强金属基复合材料 制备 进展 性能 应用
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