碳纤维增强铝基复合材料的界面微结构研究

界面在金属基复合材料中起着极为重要的作用.在碳纤维增强铝基复合材料中纤维及其表面涂层与基体的相互作用(特别在高温时),一方面能提供纤维与基体之间的粘接,而有效地传递载荷;另一方面,过度的反应将改变碳/铝复合材料的破坏模式而严重影响性能.界面反应产物的多少及形状与纤维的种类、基体的成分、工艺方法及热处理温度等有关.一些研究     

界面层对纤维增强复合材料应力场的影响

本文对带界面层单向纤维增强金属基材料的热机械荷联合作用下的应力场进行了分析计算,并获得了其应力分布情况。     

层间混杂复合材料层间界面破坏对应力集中的影响

根据剪滞理论，研究了低延伸层已发生破坏（首次破坏）及出现层间界面破坏时的单向层间混杂叠层复合材料的应力重分布问题，首次获得了高延伸各单层的应力集中因子、脱层长度与层间界面剪切强度的关系，所求得的理论脱层长度得到了实验的证实。     

镍对C／Cu复合材料界面特性影响的研究

利用透射电镜及x射线衍射仪研究了C/Cu复合材料的界面特性及合金元素镍对C/Cu复合材料界面特性的影响。研究表明,C/Cu复合材料的界面既无化学反应也没有扩散发生,C-Cu界面是物理结合。合金元素Ni与碳纤维发生互扩散使碳纤维发生一定的石墨化,但使C-Cu界面结合强度明显提高,因此使C/Cu复合材料的强度从650MPa提高到760MPa,横向剪切强度从30MPa提高到70MPa。扩散型界面结合是理想的界面结合状态。     

界面软质层在C／Al复合材料中行为的试验研究

界面软质层在Ｃ／Ａｌ复合材料中行为的试验研究王浩伟，贺鹏飞，吴人洁，张国定（复合材料研究所）关键词金属基复合材料，界面，软质层，断裂，纤维中图法分类号ＴＢ３３１界面是复合材料极其重要的组成部分，纤维增强金属基复合材料（ＦＲＭ）的界面对其力学性能尤其是...     

Co／Al多层膜磁性的界面效应和维度效应

蒸发法制备的Ｃｏ／Ａｌ多层膜的饱和磁化强度Ｍｓ因界面效应随Ｃｏ层厚度减小而下降，并存在一个０．６８ｎｍ的磁性死层、磁性层减小时，Ｍｓ与温度关系不再满足ＢｌｏｃｈＴ＾３／２定律，Ｍｓ随温度下降更快，表现出低于三维的低维磁性特征。同时，Ｃｏ／Ａｌ多层膜的居里温度随Ｃｏ层厚度减小而减小，遵从准二维标度定律，得出居里温度维度位移因子为０．６２。     

界面性质对颗粒增强复合材料力学性能和破裂过程的影响

界面的力学性质对复合材料的力学特性和破裂机理具有非常重要的影响。研究了具有不同强度界面的颗粒增强脆性基复合材料在单轴拉伸荷载下的力学性能及其破坏过程。从细观尺度考虑了各相材料力学参数的非均匀分布,采用基于细观损伤力学开发的针对材料破坏过程分析的MFPA2D数值模拟程序,对复合材料从裂纹萌生、扩展直至失稳破坏的全过程进行数值模拟。结果表明,当界面结合较强时,复合材料的强度较高但韧性较差;当界面结合较弱时,复合材料的强度较弱而韧性较强,说明较强的界面可有效传递荷载,而较弱界面可增加复合材料的韧性。     

考虑界面层效应的纤维增强陶瓷材料的力学模型

在弹性圆筒理论和剪滞模型基础上提出了考虑界面相与界面层效应的力学简化模型。据此对纤维增强陶瓷复合材料完成了Ｉ型加载条件下的应力分析，它有以下特点：①引进界面层，各项分析所得结果均含有界面层材料性能及几何参量等信息，因而能更好地用于材料设计与界面调控工艺；②不仅给出界面剪应力，还可给出界面正应力（或剥离力），因而更适用于分析界面分离，界面脱粘，基体开裂临界应力和纤维桥联增韧效应     

镁铝层合板的界面结合强度对其单轴拉伸行为的影响研究

同质或异质组元板通过轧制连接而成的层合板,其界面结合强度是影响层合板力学性能和力学行为的主要因素。对用不同热轧工艺下制备的镁铝层合板(Al5052/AZ31B Mg/Al5052),采用不同的界面结合强度测试方法,得到了其法向结合强度、剪切强度、剥离强度,并讨论了各种结合强度对轴向拉伸力学性能和行为的影响。实验结果表明,不同的热轧工艺下获得的镁铝复合板,由于具有不同的界面微结构,导致了完全不同的界面结合强度,且界面的结合强度极大地影响了层合板的轴向拉伸力学性能;随着界面结合强度的增强,层合板的轴向拉伸力学性能得到了极大的提高;同时其断裂方式也由一道次的颈缩破坏转变成二道次的层间断裂破坏。     

纤维增强陶瓷中界面层和热应力对基体开裂的影响

基于可以考虑界面层效应和界面剪应力作用的三层组合圆筒模型,对纤维增强陶瓷材料分别得到沿纤维方向承受拉伸载荷和热降落引起的应力表达式,包括界面出现剪切滑移和裂纹在基体中扩展后的应力再分配及应力集中。在此基础上建立了可以考虑界面层和热应力影响的基体开裂临界应力求解方程。在不考虑界面层和热应力的条件下其可退化为著名的ＡＣＫ解。最后以材料ＳｉＣｆ／ＳｉＣｍ为例,计算并讨论了界面层和热应力对该临界载荷的影响,得到的理论预估值与实测值有较好的一致。     

循环负荷处理对纤维力学性能的影响

本文对循环负荷处理前后的锦纶、丙纶和粘胶长丝的力学性能进行了测定,并讨论了纤维应力松弛和弹性回复性能间关系。试验分析表明:不同类型纤维经处理后,由于纤维内部结构变化不同,引起的力学性能改变也有着明显的差别。     

界面损伤对单向复合材料应力集中的影响研究

采用计及基体刚度的修正的剪滞模型，研究了含纤维／基体界面剪切屈服效应的单向纤维增强复合材料的应力重新分布问题，定量地讨论了界面剪切强度及纤维／基体拉伸刚度比对应力集中及界面剪切屈服区长度的影响。结果表明，界面的剪切屈服或脱粘可有效地降低纤维的应力集中，应力集中因子随界面剪切强度及纤维／基体拉伸刚度比的增加而增加；界面剪切屈服区长度则随界面剪切强度的增加而减小，随拉伸刚度比的增加而增加。     

磨削工艺对GCr15钢表面状态和机械性能的影响

本文研究了磨削工艺对GCr15轴承钢表面状态和机械性能的影响,试验结果表明:磨削加工时采用大的横向进给量,不仅易使变质层增厚,残余应力分布恶化,而且也降低了钢的机械性能,尤其弯曲疲劳强度和接触疲劳寿命降低更为显著。因此,严格控制横向进给量对提高零件的使用寿命是有益的。     

热处理对 PPTA 纤维的序态及机械性能的影响

PPTA 纤维通过张力热处理,纤维的模量得到了显著的提高,纤维的分子结构及超分子结构同时发生了变化。本文测定了热处理前后的 PPTA 纤维晶胞 c 轴的变化,证实 PPTA 纤维在热处理过程中,在超分子结构变化的同时,晶胞也发生了形变。在松弛热处理过程中,纤维的晶胞 c 轴随热处理温度的升高而缩短;而在张力热处理时,晶格 c轴随张力的增犬而伸长。同时,热处理前后纤维热收缩应力的变化与 c 轴变化相对应,纤维的热收缩应力也随着张力的增加而增大,随温度的上升而降低。从热收缩应力和晶胞 c 轴的形变可以计算得到晶格热收缩模量的变化。     

层间粘结强度对复合岩石压缩力学性能特性的影响

本文以复合岩石的压缩试验为基础,讨论了复合岩石在不同粘结状态下的各种压缩力学特征。作者发现:所有复合岩石的力学特性都与层间粘结强度有关,并随其改变而不同。复合岩石的极限强度、弹性模量和破坏能量都随着层间粘结强度的增加而增大,到一定值后逐渐稳定下来,而复合岩石的泊松比随层间粘结强度的增加而减小。     

消失模铸造法对球铁组织和力学性能的影响

通过干砂消失模铸造和普通砂型铸造件的力学性能对比分析，发现消失模法所获球铁件，其抗拉、抗弯、抗压和冲击韧性等力学性能指标都有大幅度提高，而硬度略有下降。     

Fe/Cu纳米多层薄膜中内应力对其力学性能的影响

利用直流磁控溅射方法制备了Fe/Cu纳米多层膜,使用扫描电子显微镜(SEM)、薄膜应力分布测试仪和纳米压痕技术研究了不同周期结构Fe/Cu纳米多层薄膜的内应力及其纳米力学性能.在Fe/Cu纳米多层薄膜中,由于铁和铜的结构和本征性能的差异,形成多层膜结构后存在张应力,其张应力在周期T=10时达到910.08 MPa,对应的纳米硬度为12.3 GPa.随着多层薄膜调制周期数T的增加而内应力逐渐降低,纳米硬度和弹性模量随着张应力缓释也出现下降.根据纳米薄膜内应力对其力学性能的影响,探讨了内应力与薄膜纳米力学性能的相关性.     

聚氨酯-聚丙烯腈共混体系的动态力学性质及其力学模型的研究

本文研究了聚氨酯(PU)-聚丙烯腈(PAN)共混体系的动态力学性质和相逆转现象。发现当PAN含量为30—40％的范围内,共混体系发生了连续相与分散相的逆转;进一步通过3个力学模型,描述了该共混体系的模量-组成关系以及动态力学温度谱。所有实验数据都落在理论预测的范围内,并与Budiansky模型符合得最好。     

亚氨基膦电子特性及氮原子上取代基效应的理论计算研究

用AM1方法研究了亚氨基膦Ph3 PNH ,Ph3 PNMe和Ph3 PNPh的电子特性 ,讨论了N原子上的取代基效应 .     

材料整体及表面强度研究中的某些进展

选择金属材料强度中研究较少的应变率效应及形变强化后的表面强度问题为主要内容，介绍西安交通大学近年来利用自制仪器，拓宽实验范围，观察到的一些新的现象，并探讨其强度本质。