钨合金破片对典型生物组织的损伤特性及实验方法研究

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作者 冯新娅 穆尧 +1 位作者 李树奎 刘金旭 《兵器材料科学与工程》 北大核心 2025年第3期159-167,共9页

为了间接分析杀爆破片对人体典型组织器官的损伤特性,同时为建立精确的人体靶标提供理论与实验依据,以长白猪组织器官作为研究对象,开展了钨合金破片对皮肤、肌肉、骨骼、内脏等关键组织器官的侵彻性能研究。基于单位厚度吸收能和单位... 为了间接分析杀爆破片对人体典型组织器官的损伤特性,同时为建立精确的人体靶标提供理论与实验依据,以长白猪组织器官作为研究对象,开展了钨合金破片对皮肤、肌肉、骨骼、内脏等关键组织器官的侵彻性能研究。基于单位厚度吸收能和单位面密度吸收能2个定量化指标对比分析了不同组织器官的抗破片侵彻能力。结果表明:在ϕ4 mm,400±10 m/s钨合金侵彻作用下,生物组织器官的单位厚度吸收能由大到小依次为骨骼(13.22 J/cm)、皮肤(8.94 J/cm)、肌肉(3.06 J/cm)、肝脏(2.95 J/cm)和肺部(1.91 J/cm),生物组织器官的单位面密度吸收能由大到小依次是皮肤(0.84 J·m^(2)/kg)、骨骼(0.58 J·m^(2)/kg)、肝脏(0.38 J·m^(2)/kg)、肺部(0.37 J·m^(2)/kg)和肌肉(0.32 J·m^(2)/kg)。其中,骨骼的单位厚度吸收能最高,皮肤的单位面密度吸收能最高,这归因于骨骼和皮肤具有较高的密度、强度和弹性模量。借助高速摄影仪对比分析了破片对不同组织器官的损伤面积,具有显著空腔效应的肌肉类黏弹性组织的损伤程度较大,以剪切破坏为主的高弹性皮肤和多孔状肺部的损伤程度较小,发生粉碎性破坏的高强易碎性骨骼的损伤程度介于肌肉和皮肤之间。 展开更多

关键词 长白猪 生物组织器官 钨合金破片 吸收能 损伤特性

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玄武岩纤维布增强不同树脂基体复合材料的制备与力学性能 被引量：11

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作者 杨智明 刘金旭 +2 位作者 冯新娅 李树奎 王鑫磊 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期655-660,共6页

利用3种不同的制备工艺,成功制备了相同玄武岩纤维布含量但5种不同树脂基体的玄武岩纤维布增强树脂基复合材料.5种树脂基体包括热固性的环氧树脂、乙烯基酯、热塑性尼龙6、聚碳酸酯及ABS树脂.所制备的5种复合材料组织均匀致密,玄武岩纤... 利用3种不同的制备工艺,成功制备了相同玄武岩纤维布含量但5种不同树脂基体的玄武岩纤维布增强树脂基复合材料.5种树脂基体包括热固性的环氧树脂、乙烯基酯、热塑性尼龙6、聚碳酸酯及ABS树脂.所制备的5种复合材料组织均匀致密,玄武岩纤维布分布特征相同.研究了玄武岩纤维布增强树脂基复合材料准静态拉伸和3点弯曲力学性能,探讨了树脂基体种类的变化对力学性能的影响规律.在此基础上,通过微观分析研究了玄武岩纤维布增强树脂基复合材料在准静态拉伸和3点弯曲加载条件下的破坏机制,并揭示了树脂基体种类的变化对力学性能影响的机理. 展开更多

关键词 玄武岩纤维 树脂 复合材料 力学性能 破坏机理

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强爆炸光辐射作用下材料的能量耦合特性 被引量：1

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作者 高银军 高丽红 +4 位作者 张相华 马壮 刘峰 彭国良 田宙 《中国光学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1267-1275,共9页

为了获取强爆炸光辐射作用下材料的能量耦合特性,发展了强爆炸辐射源参数以及光辐射传输的物理模型和计算方法,计算给出了不同条件下目标位置处的光辐射谱特征。利用材料光谱反射率测量方法,结合光辐射耦合系数计算方法获取了几类材料... 为了获取强爆炸光辐射作用下材料的能量耦合特性,发展了强爆炸辐射源参数以及光辐射传输的物理模型和计算方法,计算给出了不同条件下目标位置处的光辐射谱特征。利用材料光谱反射率测量方法,结合光辐射耦合系数计算方法获取了几类材料的能量耦合系数。结果显示:金属、陶瓷材料的光辐射耦合系数相对较小,而碳纤维环氧复合材料的耦合系数可达0.92;采用实际光辐射能谱计算的耦合系数比近似6000 K黑体谱的结果要高,最大约14%。以铝材料为例,光辐射耦合系数随当量及爆心距离增加均表现出逐渐减小的趋势,但总体变化幅度不大。 展开更多

关键词 强爆炸 光辐射 谱分布 能量耦合特性

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挤压铸造工艺制备SiC3D/Al复合材料辅助模具研究

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作者 张博文 王扬卫 +1 位作者 朱静波 范亚斌 《陶瓷学报》 CAS 北大核心 2018年第4期435-438,共4页

使用挤压铸造工艺,采用新型辅助模具成功实现高陶瓷体积分数SiC_(3D)/Al复合材料的制备,研究了辅助模具上开孔位置、孔径大小对复合材料致密度的影响规律,并分析了挤压铸造过程中辅助模具开裂导致浸渗失败的原因。试验结果表明,当开孔... 使用挤压铸造工艺,采用新型辅助模具成功实现高陶瓷体积分数SiC_(3D)/Al复合材料的制备,研究了辅助模具上开孔位置、孔径大小对复合材料致密度的影响规律,并分析了挤压铸造过程中辅助模具开裂导致浸渗失败的原因。试验结果表明,当开孔面积比大于20%时,无论是面板中心位置开孔、四周位置开孔还是全位置均布开孔,其浸渗致密度均在95%以上。当面板开孔孔径小于1 mm时,复合材料的致密度不足75%,而开孔孔径大于12 mm的复合材料浸渗率均在95%以上,开孔孔径对浸渗结果影响显著。建立了辅助模具厚度方向临界强度计算方法,针对本文所用90 mm×90 mm×28 mm辅助模具,其面/背板的连接强度应大于4.82 KN方能防止其挤压铸造过程中的开裂,壁厚为5 mm的焊接辅助模具和整体辅助模具都能满足上述强度要求。 展开更多

关键词 挤压铸造 复合材料 辅助模具 致密度

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Zr_(50.5)Cu_(36.5)Ni_4Al_9块体非晶合金低温动态压缩特性 被引量：1

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作者 程焕武 广文 +4 位作者 薛云飞 王鲁 吴琼 刘娟 滕军 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期1203-1206,共4页

通过铜模铸造法制备Zr50.5Cu36.5Ni4Al9块体非晶合金.利用分离式霍普金森杆(SHPB),S-4800型扫描电镜等测试分析手段,研究Zr50.5Cu36.5Ni4Al9块体非晶合金在室温(25℃)和低温下(-40℃)动态压缩特性和断口形貌特征.结果表明:在动态压缩载... 通过铜模铸造法制备Zr50.5Cu36.5Ni4Al9块体非晶合金.利用分离式霍普金森杆(SHPB),S-4800型扫描电镜等测试分析手段,研究Zr50.5Cu36.5Ni4Al9块体非晶合金在室温(25℃)和低温下(-40℃)动态压缩特性和断口形貌特征.结果表明:在动态压缩载荷作用下,Zr50.5Cu36.5Ni4Al9块体非晶合金抗压强度随载荷增加而降低.在-40℃低温条件下,动态抗压强度具有低温敏感性.在室温条件下,Zr50.5Cu36.5Ni4Al9块体非晶合金断口微观形貌特征主要是脉状花样,伴随裂纹和非晶合金熔化现象;在-40℃低温条件下,Zr50.5Cu36.5Ni4Al9块体非晶合金微观形貌特征主要是鱼骨状花样. 展开更多

关键词 块体非晶合金 低温 动态压缩 脉状花样 鱼骨状花样

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APS制备SiC/Al_2O_3复合陶瓷涂层组织结构及抗烧蚀性能的研究 被引量：6

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作者 张贺 柳彦博 +1 位作者 马壮 栾兴涛 《陶瓷学报》 北大核心 2017年第5期635-640,共6页

针对APS制备SiC涂层沉积率低、孔隙率高、在烧蚀考核的过程中出现基体C/C材料被氧化烧蚀的问题,本文设计制备了SiC/Al_2O_3复合陶瓷团聚粉末,采用APS在C/C表面制备了相应的SiC/Al_2O_3复合陶瓷涂层,并选用氧乙炔在1500℃对涂层进行了抗... 针对APS制备SiC涂层沉积率低、孔隙率高、在烧蚀考核的过程中出现基体C/C材料被氧化烧蚀的问题,本文设计制备了SiC/Al_2O_3复合陶瓷团聚粉末,采用APS在C/C表面制备了相应的SiC/Al_2O_3复合陶瓷涂层,并选用氧乙炔在1500℃对涂层进行了抗氧化烧蚀性能考核。利用XRD、SEM等检测分析手段对团聚粉末以及涂层的成分及组织进行检测。结果表明,通过在SiC粉末中添加Al_2O_3粉末(SiC:Al_2O_3为3:2),提高了团聚粉末的沉积率以及涂层的致密度,其原因是等离子喷涂过程中Al_2O_3液相对SiC具有良好的包袱保护效果,避免了SiC的分解问题。烧蚀实验表明涂层可以在1500℃烧蚀5 min后,涂层完整,证明氧化物的添加可以封堵孔洞并且抑制氧气的扩散,从而提高涂层抗烧蚀性能。 展开更多

关键词 大气等离子喷涂 C/C 抗烧蚀涂层 SiC/Al2O3复合陶瓷涂层

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工艺参数对SiO_2/PEG分散体系流变性能的影响及机理分析 被引量：1

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作者 冯新娅 李树奎 +3 位作者 杨杰 王偐 王迎春 刘金旭 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期28-32,共5页

用应力控制流变仪考察了合成温度和分散时间对SiO2/PEG分散体系流变性能的影响,实验结果表明,随着合成温度的升高,分散体系的表观粘度增大,剪切增稠行为显著;随着分散时间的延长,分散体系的表观粘度减小,剪切增稠行为不明显。进一步探... 用应力控制流变仪考察了合成温度和分散时间对SiO2/PEG分散体系流变性能的影响,实验结果表明,随着合成温度的升高,分散体系的表观粘度增大,剪切增稠行为显著;随着分散时间的延长,分散体系的表观粘度减小,剪切增稠行为不明显。进一步探讨了工艺参数影响SiO2/PEG分散体系流变性能的机理,研究表明,合成温度和分散时间主要是通过改变分散体系中气相成分的量而产生影响,体系中气相成分越多,其粘度越大,剪切增稠的特性也更加明显。 展开更多

关键词 SIO2 合成温度 分散时间 气相成分 流变性能

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钛合金热轧板高应变率塑性行为的研究

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作者 李洪洋 陈成 +1 位作者 李先超 张妍婧 《精密成形工程》 2011年第6期33-36,共4页

以10mm厚度的热轧钛合金板TC4为原料,通过Hopkinson压杆实验和强迫剪切实验,对高应变率下的厚板钛合金的塑性行为进行了研究和分析,得到了不同热处理制度下材料的真实应力-应变曲线,并观察了不同热处理制度下试验后材料的微观组织。

关键词 钛合金 HOPKINSON压杆 强迫剪切 动态应变

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HfC系超高温陶瓷抗氧化烧蚀性能研究 被引量：3

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作者 杨文惠 朱时珍 +2 位作者 王子剑 刘玲 马壮 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期3301-3305,共5页

以热压烧结制备不同配比的HfC-SiC超高温陶瓷试样,采用超音速火焰分别在2300K和2500K下进行600s烧蚀试验,利用SEM和EDS对烧蚀后材料的微观结构和成分进行分析。结果表明:HfC-SiC体系超高温陶瓷具有优异的抗氧化烧蚀性能,30vol%SiC-HfC... 以热压烧结制备不同配比的HfC-SiC超高温陶瓷试样,采用超音速火焰分别在2300K和2500K下进行600s烧蚀试验,利用SEM和EDS对烧蚀后材料的微观结构和成分进行分析。结果表明:HfC-SiC体系超高温陶瓷具有优异的抗氧化烧蚀性能,30vol%SiC-HfC材料的抗烧蚀性能优于50vol%SiC-HfC材料与纯HfC材料,其抗氧化烧蚀主要依赖于HfCxOy与SiO_2所生成的氧化层。纯HfC陶瓷的烧蚀氧化层与基体粘附性弱,出现了明显的分层,而SiC的加入使得氧化层与基体之间粘附性加强。烧蚀温度升高,烧蚀层厚度增加,抗烧蚀性能下降。与此同时,烧蚀温度提高会使Si元素有较多的损失,导致氧化层不致密;当SiC含量增加到50vol%后,内层HfC_xO_y骨架松散,不利于材料的抗氧化烧蚀。 展开更多

关键词 超高温陶瓷 HfC-SiC 抗氧化烧蚀性能

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TC4 ELI钛合金动态压缩性能及绝热剪切敏感性的研究 被引量：9

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作者 徐雪峰 王琳 +5 位作者 沙彦刚 杨思琪 刘安晋 Tayyeb Ali 张斌斌 赵登辉 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期366-373,共8页

通过固溶处理获得不同片层厚度的TC4 ELI钛合金组织,研究片层厚度对材料动态压缩性能及绝热剪切敏感性的影响。利用分离式霍普金森压杆及限位环技术对材料进行应变控制加载,结合金相显微镜和定量金相表征方法,对其微观组织演化进行观察... 通过固溶处理获得不同片层厚度的TC4 ELI钛合金组织,研究片层厚度对材料动态压缩性能及绝热剪切敏感性的影响。利用分离式霍普金森压杆及限位环技术对材料进行应变控制加载,结合金相显微镜和定量金相表征方法,对其微观组织演化进行观察分析。结果表明:随着固溶温度的升高,片层组织TC4 ELI钛合金的片层厚度从3.1μm降低至1.0μm;在准静态压缩和动态压缩实验中,随着片层厚度的降低,材料均表现出强度升高且塑性下降的特性;在绝热剪切敏感性实验中,片层厚度更小的合金中绝热剪切带更易产生,即随着片层厚度的减小,材料的绝热剪切敏感性提高。 展开更多

关键词 钛合金 动态压缩性能 绝热剪切敏感性 分离式霍普金森压杆

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SHPB模块化高低温测试系统设计 被引量：1

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作者 安瑞 程焕武 +2 位作者 王扬卫 王琳 李硕 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2023年第8期58-62,共5页

为了高效可靠地获得材料在高低温下的力学性能,基于典型的霍普金森压杆,建立了一套可移植性较强的模块化高低温测试系统。该系统由加载杆自动组装系统、非接触式高温加热系统及高效率低温环境箱组成,可实现试样的自动化加载,减少了手动... 为了高效可靠地获得材料在高低温下的力学性能,基于典型的霍普金森压杆,建立了一套可移植性较强的模块化高低温测试系统。该系统由加载杆自动组装系统、非接触式高温加热系统及高效率低温环境箱组成,可实现试样的自动化加载,减少了手动作业带来的温差影响。相对于传统高低温测试方案,高温系统采用非接触式加热,减少了加载杆温度场对实验结果的影响;低温环境箱可实现多样品同时制冷,在不打开环境箱的条件下实现测试样品的更换与回收,大大提高了测试效率。基于高低温测试系统,完成了不同材料在不同应变率及温度条件下的动态压缩强度测试,测试结果真实稳定。 展开更多

关键词 分离式霍普金森压杆 动态测试装置 高低温测试

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低应变率荷载作用下梯度泡沫铝力学性能研究 被引量：4

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作者 刘雄飞 和西民 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期198-204,共7页

泡沫铝在工作状态下受到偶然低速荷载冲击作用会降低其吸能特性。本工作研究了匀质和梯度泡沫铝的准静态力学性能,测试了不同应变率(4×10^(-4)s^(-1)、3×10^(-3)s^(-1)、1×10^(-2)s^(-1))下梯度泡沫铝的压缩性能变化规律... 泡沫铝在工作状态下受到偶然低速荷载冲击作用会降低其吸能特性。本工作研究了匀质和梯度泡沫铝的准静态力学性能,测试了不同应变率(4×10^(-4)s^(-1)、3×10^(-3)s^(-1)、1×10^(-2)s^(-1))下梯度泡沫铝的压缩性能变化规律,同时采用X射线计算机断层扫描(X-CT)测定其压缩变形失效模式,探明了应变率及相对密度对梯度泡沫铝压缩吸能的影响规律。实验结果表明:在低速荷载作用下,匀质泡沫铝沿壁厚最薄弱区域开始变形,直至破坏;梯度泡沫铝则逐层压溃,直至失效破坏。相同应变率条件下,泡沫铝的强化倾向能力随相对密度提高而逐渐增强,梯度和匀质泡沫铝的应变率敏感系数分别最高可达0.235和0.210。泡沫铝初始压溃应力、平台应力随应变率提高而增大,梯度(MMH型)和匀质(H型)泡沫铝的初始压溃应力、平台应力分别最高可达10.02 MPa、10.7 MPa和12.89 MPa、10.19 MPa。相比匀质泡沫铝,梯度泡沫铝单位体积能量吸收值最多降低9%。本工作提出了以提高泡沫铝能量吸收效率为目标的最佳设计应力和能量吸收点的设计方法,可为泡沫铝夹芯结构防护面板的设计提供一定的参考。 展开更多

关键词 梯度泡沫铝 低应变率 X射线计算机断层扫描(X-CT) 相对密度 能量吸收

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电磁吸波结构研究进展 被引量：5

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作者 刘雄飞 王壮 +1 位作者 吴尧尧 王晓中 《材料导报》 CSCD 北大核心 2023年第22期15-22,共8页

医疗、信息、健康、军防安全等领域对电磁防护具有重大需求,优化电磁吸波结构可有效解决电磁参数可调范围小、吸收频带窄和吸波峰值低等问题。通过对电磁吸波材料进行多层、蜂窝和超结构优化设计,可满足电磁吸波材料“薄、轻、宽、强”... 医疗、信息、健康、军防安全等领域对电磁防护具有重大需求,优化电磁吸波结构可有效解决电磁参数可调范围小、吸收频带窄和吸波峰值低等问题。通过对电磁吸波材料进行多层、蜂窝和超结构优化设计,可满足电磁吸波材料“薄、轻、宽、强”的设计要求。多层、蜂窝和超结构是首先通过调控材料表层结构形式以提高其与自由空间的阻抗匹配特性,将更多电磁波引入到材料内部从而被吸波剂吸收,并结合材料层间界面、微单元结构空间的多重反射损耗作用,以及微单元结构的干涉、衍射和共振损耗作用,达到提高电磁吸波峰值和频带宽的目的。本文对近年来电磁吸波结构的设计方法、成果与应用进行概括总结,重点分析了电磁吸波结构对电磁波吸收损耗的提升作用机理,对电磁吸波结构的发展方向和未来热点进行了展望。 展开更多

关键词 电磁辐射 电磁吸波材料 吸波结构 超材料 吸波剂

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喷射3D打印磷酸镁水泥与混凝土界面粘结性能研究 被引量：6

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作者 刘雄飞 李琦 +1 位作者 王里 王楠 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2021年第6期1895-1904,共10页

本文结合喷射3D打印全角度智能建造与磷酸镁水泥(MPC)快硬早强、高粘结性能,研究喷射3D打印MPC与混凝土界面粘结性能。通过掺加偏高岭土(MK)和粉煤灰(FA)调控MPC凝结时间、流变和力学性能,研发可喷射3D打印MPC,分析喷射3D打印MPC与混凝... 本文结合喷射3D打印全角度智能建造与磷酸镁水泥(MPC)快硬早强、高粘结性能,研究喷射3D打印MPC与混凝土界面粘结性能。通过掺加偏高岭土(MK)和粉煤灰(FA)调控MPC凝结时间、流变和力学性能,研发可喷射3D打印MPC,分析喷射3D打印MPC与混凝土界面粘结强度和微观结构变化规律。结果表明:MK通过降低MPC水化放热速率可明显提高MPC凝结时间,FA可缩短MPC初凝与终凝时间差,进而提高喷射3D打印MPC稳定性;MPC抗折强度随MK掺量先增大后降低,FA可进一步提高MPC抗折强度;随MK掺量增加,MPC静态屈服应力逐渐提高,FA对MPC屈服应力作用不明显,但可显著降低MPC塑性粘度,当掺加30%MK和15%FA时,可保证MPC良好可喷射3D打印建造性和泵送性;喷射3D打印通过高速喷射挤压作用,提高MPC与混凝土界面以及MPC层间粘结强度,使喷射3D打印MPC层间及其与混凝土微观界面粘结密实。 展开更多

关键词 喷射3D打印 磷酸镁水泥 界面粘结 流变性能

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Mo含量对粉末冶金Ti-Mo合金组织与力学性能的影响 被引量：4

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作者 王楚凡 蔡奇 +1 位作者 刘金旭 严细锋 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期328-342,共15页

采用冷等静压后常压烧结的方法制备了6种不同Mo含量(质量分数)的Ti-Mo合金,探究了Mo含量对合金组织与力学性能的影响规律与机理。结果表明:采用粉末冶金方法可以制备出成分均匀且相对密度高达99.26%的Ti-Mo合金;随着Mo含量的增加,粉末冶... 采用冷等静压后常压烧结的方法制备了6种不同Mo含量(质量分数)的Ti-Mo合金,探究了Mo含量对合金组织与力学性能的影响规律与机理。结果表明:采用粉末冶金方法可以制备出成分均匀且相对密度高达99.26%的Ti-Mo合金;随着Mo含量的增加,粉末冶金Ti-Mo合金相对密度逐渐降低,β相比例逐渐增加,当Mo含量达到30%时,合金为纯β相。Ti-Mo合金中针状α相、板条α相、晶界α相随Mo含量增加依次消失,等轴β晶粒尺寸逐渐减小。Ti-Mo合金的准静态压缩屈服强度与显微硬度均随Mo含量的增加呈先上升后下降的变化趋势,临界断裂应变的变化趋势则相反,高Mo含量的合金展现出优异的压缩塑性变形能力。针状α相是影响合金强塑性的最重要组织特征,随着针状α相体积分数的增高,合金强度提高、塑性下降。此外,具有低硬度和体心立方结构的β相比例越高,合金塑性越高,但强度下降。 展开更多

关键词 粉末冶金 TI-MO合金 微观组织 力学性能

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