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     

SiC 晶须对 Al-Fe-V-Si 合金高温蠕变行为的影响

研究了ＳｉＣ晶须增强Ａｌ－Ｆｅ－Ｖ－Ｓｉ复合材料的蠕变变形．发现该材料的反常蠕变行为可以通过引入门槛应力加以解释．ＳｉＣ晶须通过增加门槛应力和承受部分载荷来提高复合材料的抗蠕变能力;后者可采用修正的Ｓｈｅａｒ－ｌａｇ模型加以定量描述,但须考虑ＳｉＣ晶须角度和长度分布的不均匀性．复合材料的蠕变变形是由基体晶格自扩散控制的     

3D C/SiC复合材料压缩失效规律研究

目的　对三维四向和三维正交两种碳纤维织物结构增强的碳化硅陶瓷（简称３ＤＣ／ＳｉＣ）复合材料的压缩失效规律进行研究;方法　采用先驱体转化法得到两种３ＤＣ／ＳｉＣ,在美制ＮＥＷ８１０ ＭＴＳ系统上进行压缩; 结果　三维四向碳纤维增强ＳｉＣ陶瓷（简称３ＤＢＣ／ＳｉＣ）存在两个压缩极限载荷,表现为织物结构的失稳; 而三维正交ＳｉＣ陶瓷（简称３ＤＯＣ／ＳｉＣ）只有一个极限载荷,表现为基体的破坏和纤维碎断; 结论　织物结构形式对３Ｄ Ｃ／ＳｉＣ复合材料的压缩性能有较大影响;     

SiC晶须对Al—Fe—V—Si合金高温蠕变行为的曩

研究了ＳｉＣ晶须增强Ａｌ－Ｆｅ－Ｖ－Ｓｉ复合材料的蠕变变形,发现该材料的反常蠕变行为可以通过引入门槛应用加以解释。ＳｉＣ晶须通过增加门槛应力和承受部分载荷来提高复合材料的抗蠕变能力,后者可采用修正的Ｓｈｅａｒｌａｇ模型加以定量描述,但须考虑ＳｉＣ晶须角度和长度分布的不均匀性,复合材料的蠕变变形是由基体晶格自扩散控制的。     

PRMMCs高温挤压与室温力学性能研究

研究了ＳｉＣ含量及其分布、温度与变形速度等因素对ＳｉＣ颗粒增强金属基复合材料（ＰＲＭＭＣｓ）高温挤压与室温力学性能的影响．结果表明：挤压力随行程呈阶段性变化特征,材料致密度影响镦挤填充阶段变形,温度与挤压速度对挤压力影响较大;挤压变形可使材料的基体连续,增强体ＳｉＣ颗粒分布均匀,梯度层间界面消失;材料的真实应力－应变曲线符合抛物线规律;ＳｉＣ含量对这类材料的力学性能有较大影响,ＳｉＣ分布方式对材料抗拉强度和塑性的影响要比对刚度的影响大．     

SiCp—ZA22复合材料的结构与性能

研究了ＳｉＣｐ－ＺＡ２２复合材料的组织、界面关系及材料的常高温力学性能。结果表明,ＳｉＣ较均匀地分布于基体中,ＳｉＣ颗粒与基体结合良好且在ａ－Ａｌ界面上形成了少量Ａｌ２ＭｇＯ４过渡层;加入ＳｉＣ颗粒可明显提高材料的强度和弹性模量且高温下表现出较好的力学稳定性。     

金属基复合材料纤维断裂脱落后的应力分析

通过对长纤维增强的金属基复合材料纤维脱落后复合材料应力场的分析得到了应力分布的精确解,讨论了循环热/机械载荷对复合材料应力场的影响,并针对Al基Be纤维增强的复合材料中外载荷对纤维与基体间的脱落长度的影响做了定性分析,认为当外载荷与材料参数不发生变化时,纤维与基体将不会产生继续脱落,进而破坏形式将会发生变化,在整个分析过程中纤维作为弹性体,纤维与基体界面的塑性变形采用了理想弹塑性模型.得到结论为以后继续研究金属基复合材料的疲劳特性奠定了基础.     

激光淬火基体对身管镀铬层界面裂纹形成的影响

身管镀铬层失效解剖分析表明：镀铬层界面裂纹的形成起源于铬层/基体界面自由边的断裂。在此基础上,采用激光离散淬火基体再镀铬的复合工艺,新工艺镀铬身管靶场实验结果表明：激光淬火基体可以提高界面自由边抗断裂的能力。通过对界面结构和铬层界面研究和激光淬火钢基体的特点分析,得出提高的结论是：提高了界面两侧材料的强度和改变了铬层界面的生长方式以及基体残余压应力缓解了界面剥落应力。     

SiC_P／ZA22复合材料组织及性能

对采用半固态搅拌法制备的ＳｉＣＰ／ＺＡ２２复合材料的组织和常温、高温力学性能进行了研究，并和ＺＡ２２基体合金作了对比．研究发现：ＳｉＣ颗粒大多分布于晶界，部分ＳｉＣ颗粒和基体界面上有反应物生成，ＳｉＣ可以充当合金初生相形核衬底，分布于晶内并细化枝晶。力学性能与颗粒分布均匀性、界面结合强度密切相关。和ＺＡ２２合金相比，该复合材料弹性模量上升，冲击韧性下降，高温条件下表现出较好的力学稳定性     

NaCl的层厚度对NaCl—Si（111）界面电子特性的影响

根据Ｙａｎｉｖ的界面理论，利用紧束缚近似下的格林函数方法，研究了绝缘体ＮａＣｌ的层厚度对ＮａＣｌ－Ｓｉ（１１１）界面电子特性的影响。结果表明，（１）Ｓｉ上覆盖一层ＮａＣｌ时，导致局域在Ｓｉ－边的价带态密度显著降低和导带态密度显著升高，这可能是由于ＮａＣｌ的离子性将Ｓｉ的价带电子排斥到导带的缘故；（２）当ＮａＣｌ层厚增加时，局域在Ｓｉ－边的态密度几乎不受影响，这与ＮａＣｌ－Ｓｉ（１１１）界面热垒形成     

INTERFACIAL MICROSTRUCTURE OF SILICON CARBIDE FIBER REINFORCED COMPOSITES

Electron microscopy, including bright field imaging, dark field imaging, high resolution imaging, (SAD) and (EDX), was employed to investigate the interfacial microstructure of silicon carbide fiber reinforced composites. It is found that SiC / SiC has well-defined interface layer between fibers and matrix, consisting primary of graphite crystallites. The interface of SiC / Pyrex displays a very poor bonding. For SiC / JG6 it is difficult to distinguish the interface region from fiber and matrix in TEM image.     

SiC_f/Al模型复合材料界面微区残余应力

实验测定界面附近残余应力的分布有利于深入研究金属基复合材料变形和断裂行为的微观机制 ,对制备综合性能良好的复合材料具有指导作用 .采用束斑直径为 30 μm的微小 X射线束 ,测定了单根 Si C连续纤维及连续 Si C纤维束增强纯 Al模型复合材料中 Si C纤维附近基体中的周向和径向残余应力分布 ,并将测量结果与有限元模拟结果进行了比较 .     

横向压缩载荷下短纤维复合材料细观力学分析

建立含纤维、界面相和基体的短纤维增强弹性体复合材料在横向压缩载荷作用下的单纤维细观力学模型,得到了单元体内部的应力分布函数。以2种不同纤维增强弹性体复合材料为对象,研究横向压缩载荷作用下单纤维模型内部的应力分布状况。结果表明:单元体内部应力分布是不均匀的,其大小与复合材料不均匀程度及纤维体积分数有关。应力分布的不均匀性随材料的不均匀程度的增大而增大;随着纤维体积分数的增加,压应力最大值逐渐增大,而拉应力最大值先增大后减小。     

SiCf／Al模型复合材料界面微区残余应力

实验测定界面附近残余应力的分布有利于深入研究金属基复合材料变形和断裂行为的微观机制,对制备综合性能良好的复合材料具有指导作用。采用束斑直径为30μm的微小X射线束,测定了单根SiC连续纤维及连续SiC纤维束增强纯Al模型复合材料中SiC纤维附近基体中的周向和径向残余应力分布,并将测量结果与有限元模拟结果进行了比较。     

CVI-RMI法制备C/SiC复合材料的微观结构与弯曲性能

以T700炭纤维准三维编织针刺整体毡为预制体,在炭纤维表面CVI预沉积热解炭涂层,利用化学气相渗透-反应熔体浸渗法(CVI-RMI)制备C/SiC复合材料,观察材料的微观形貌,并探讨界面对弯曲性能的影响。研究结果表明:利用CVI-RMI联合工艺制备的C/SiC复合材料致密度高,开孔率较小(10%),基体分布均匀;材料弯曲强度达133 MPa,呈逐层破坏机制,表现出良好的假塑性;热解炭涂层与CVI-SiC基体减少了RMI工艺过程对炭纤维的损伤,且热解炭涂层调节了炭纤维与基体之间的界面结合状况,有利于纤维的拔出。     

计及基体刚度的单向复合材料应力集中分析

提出了一种计及基体拉伸刚度效应的修正剪滞模型，用于研究单向纤维增强复合材料中由于纤维或基体破坏所引起的应力重分布问题。文中定量讨论了纤维／基体拉伸刚度比及纤维体积分数对断口邻近的纤维和基体的应力集中的影响。证实了当基体拉伸模量较低（如树脂基复合材料）及纤维体积分数较大时，可以忽略基体刚度对应力集中的影响；而对于其它情形（如陶瓷、金属基复合材料），就不可忽略基体刚度的影响。     

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...     

高速客车制动盘材料SiCp/A356 细观热疲劳仿真

采用三维有限元方法模拟高速客车制动盘的非连续SiC颗粒增强铝基复合材料体元的循环热应力应变场．并按球对称模型,对颗粒增强复合材料中热膨胀差（DCTE）热应力进行了弹塑性有限元分析．探讨了颗粒增强铝基复合材料发生晶界分离失效的形成机理．证明了温度达到最大时,界面结合处产生热压应力;而在温度冷却至室温时,产生热拉应力,而一般认为压应力对疲劳损伤没有影响,因此,可将循环热疲劳过程简化为某一恒温下的疲劳过程．     

二维编织C/SiC复合材料开孔构件的拉-压力学性能研究

通过大量试验研究了二维编织C/SiC复合材料带孔构件的拉伸和压缩性能,结合断口观察分析了其在拉伸和压缩载荷下的损伤和破坏机理.试验结果表明,二维编织C/SiC复合材料带孔构件的强度主要受孔径w和构件宽度d之比的影响,其拉伸表现出完全的非线性特性,压缩在低应力时表现为线性,应力较高时则表现为非线性响应.断口观察表明,二维编织C/SiC复合材料开孔构件的拉伸和压缩都沿着开孔中线破坏.其拉伸断口较为平齐,基体开裂以及纤维拉伸断裂是主要破坏形式;压缩破坏呈现剪切断面,压缩断面和压缩加载方向形成一个较小夹角,层间分层和纵向纤维剪切断裂是其主要破坏形式.     

铝合金复合材料的制备与性能

介绍了铝合金复合材料（ＭＭＣ）的生产途径和制备工艺；用粉末冶金法制备了ＳｉＣｐ增强铝合金ＭＭＣ，并对其进行了力学性能测试和断裂行为分析；综述比较了用不同工艺生产的ＭＭＣ的性能及影响因素；试图说明增强体／基体界面结合力是铝合金ＭＭＣ性能的控制因素；指出寻求适当的界面结合是ＭＭＣ设计中的一个重要内容