與傳統結構材料相比, 顆粒增強鋁基復合材料有比強度高、比剛度高、耐磨性好兼具優良塑性等優點, 得到了廣泛應用[1-4]
顆粒增強鋁基復合材料的性能優勢, 得益于增強顆粒對鋁基體的強韌化作用
因此, 研究PRMMCs的強韌化機理有利于復合材料性能的優化設計
了解增強顆粒對復合材料強度、韌性的影響規律, 是揭示PRMMCs強韌化機理的基礎
李俠[5]應用Eshelby等效夾雜理論模擬計算了SiC/2024Al復合材料的屈服強度, 發現其屈服強度隨著SiC顆粒尺寸的減小而提高, 與Lloyd[6]的實驗結果相符; Song[7]用球形Al2O3顆粒、不規則形狀Al2O3顆粒分別強化6061Al合金, 發現球形顆粒強化的復合材料具有較好的塑性, 但強度偏低
目前已經充分了解了特定單一因素對PRMMCs強度、韌性的影響規律, 從而使PRMMCs的性能得到了顯著改善
但是, 隨著對PRMMCs性能要求的提高, 通過控制單一因素設計復合材料的性能已經無法滿足要求
因此需要更深入地研究PRMMCs的強韌化機理, 揭示復合材料中各成分之間的相互作用關系, 以進一步優化設計復合材料的性能
在顆粒增強鋁基復合材料的受力過程中, 其主要的強化機制是載荷由鋁基體向增強顆粒傳遞而使增強顆粒承載
因此, 研究增強顆粒與基體適配性關系對應力傳遞機制的影響, 對于揭示PRMMCs的強韌化機制有重要的意義
徐娜[8]使用等效夾雜模型和割線模量法模擬計算了硬基體、軟基體復合材料的應力-應變曲線, 發現基體強度不同則復合材料的模擬結果準確度也不同, 說明不同的基體與增強體搭配有不同的強韌化機制; Gao[9]在應變梯度塑性理論的基礎上建立單顆粒模型并計算了顆粒增強鋁基復合材料內部的應力、應變表達式, 發現增強顆粒的受力大小、應力集中因子與增強顆粒和基體的彈性模量之比以及基體屈服強度有關, 其比值越大、基體屈服強度越高, 應力集中作用越強; Lee[10]模擬計算了PRMMCs中的熱應力分布情況, 發現顆粒、基體的熱膨脹系數差對于復合材料內部熱應力的分布及大小有顯著的影響
以上研究結果表明, PRMMCs中增強顆粒與基體的適配性對復合材料的強度、韌性有顯著的影響
本文選擇SiC、Al2O3兩種顆粒作為增強相強化6061Al合金基體, 用粉末冶金法制備復合材料, 在不同溫度對各復合材料試樣進行固溶-時
聲明：
“增強顆粒與基體適配性對顆粒增強鋁基復合材料強化機理的影響” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：向兆兵,聶俊輝,魏少華,左濤,馬自力,樊建中
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2025年07月18日 ~ 20日 
