SiCp/Al复合材料断裂过程动态原位分析
发布时间：2021-01-07 03:16
在复合材料中,界面是传递载荷的“桥梁”,界面状态深刻影响着复合材料的力学性能。因而,本文通过热挤压和不同热处理工艺,改变粉末冶金SiCp/2009Al复合材料以及搅拌铸造氧化态SiCp/2014Al复合材料的界面状态,研究界面的演化特性;结合复合材料基体和界面状态组织观察,利用透射电镜原位拉伸以及扫描电镜原位拉伸技术,探究不同界面状态对复合材料断裂过程以及裂纹萌生和扩展过程的影响。建立微观界面状态与界面特性的关联,探究材料断裂行为与微观结构的内在联系。利用透射电镜进行微观组织观察,粉末冶金SiCp/2009Al复合材料经过热挤压变形后SiC-Al界面平直干净,基体以及界面区析出相密度低。在过时效状态下在SiCp/2009Al复合材料中存在无析出区,经过495℃热暴露50h后,界面区发现呈杆状的Al4C3。搅拌铸造SiCp/2014Al复合材料经热挤压促进颗粒表面Si O2转化为Al2O3,基体和界面处存在少量第二相Cu Al2析出。时效处理后,基体与界面处中第二相Cu Al2的尺寸、密度均有所增加。热暴露处理过程中,颗粒表面氧化层阻隔颗粒与基体间反应,在550℃热暴露处理20h后在颗粒...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 选题背景及研究目的
1.2 SiC颗粒增强铝基复合材料概述
1.2.1 SiCp/Al复合材料的应用
1.2.2 SiCp/Al复合材料制备工艺
1.3 SiCp/Al复合材料的强化机制
1.4 SiCp/Al复合材料界面特性研究
1.4.1 界面结合类型以及特点
1.4.2 复合材料界面的研究现状
1.5 材料界面原位研究的表征方法
1.5.1 原位透射电镜技术研究
1.5.2 原位扫描电镜技术研究
1.6 本文主要研究内容
第2章 试验材料和实验方法
2.1 试验材料
2.1.1 基体材料
2.1.2 增强体材料
2.1.3 材料体系
2.2 实验方法
2.2.1 金相显微镜（OM）和扫描电镜（SEM）观察
2.2.2 透射电镜（TEM）观察
2.2.3 透射电镜原位拉伸实验
2.2.4 透射电镜原位拉伸试样制备
2.2.5 扫描电镜原位拉伸实验
2.2.6 扫描电镜原位拉伸试样制备
第3章 SiCp/Al复合材料的组织与界面演化
3.1 引言
3.2 粉末冶金SiCp/2009Al复合材料
3.2.1 热挤压态基体与界面组织
3.2.2 热处理态基体与界面组织
3.3 搅拌铸造SiCp/2014Al复合材料
3.3.1 搅拌铸造态复合材料基体与界面组织
3.3.2 挤压态基体与界面组织
3.3.3 热处理态基体与界面组织
3.4 本章小结
第4章 SiCp/2014Al复合材料断裂行为的SEM原位分析
4.1 引言
4.2 预制缺口尖端裂纹萌生形貌
4.3 裂纹在基体中的扩展行为
4.3.1 基体的影响
4.3.2 颗粒团聚的影响
4.3.3 颗粒尺寸的影响
4.3.4 颗粒破损的影响
4.3.5 颗粒表面氧化层的影响
4.4 本章小结
第5章 SiCp/Al复合材料裂纹萌生和扩展行为的TEM分析
5.1 引言
5.2 裂纹萌生区域及裂纹区形貌
5.2.1 裂纹在基体中萌生
5.2.2 裂纹在破损颗粒位置萌生
5.2.3 裂纹在颗粒富集区萌生
5.2.4 裂纹在SiC-Al近界面区萌生
5.3 裂纹在基体中的扩展行为
5.3.1 裂纹尖端应力集中和位错形态
5.3.2 晶界对裂纹沿基体扩展行为的影响
5.3.3 第二相对裂纹沿基体扩展行为的影响
5.3.4 SiC颗粒对裂纹扩展行为的影响
5.4 裂纹在SiC颗粒近界面区的扩展行为
5.4.1 SiC颗粒表面状态的影响
5.4.2 SiC颗粒尖端及颗粒表面取向的影响
5.4.3 SiC尺寸的影响
5.5 裂纹萌生和扩展过程观察
5.6 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
博士论文
[1]Ti2AlN/TiAl相界面模型及变形机理的原子尺度研究[D]. 柳培.哈尔滨工业大学 2019
本文编号：2961792
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 选题背景及研究目的
1.2 SiC颗粒增强铝基复合材料概述
1.2.1 SiCp/Al复合材料的应用
1.2.2 SiCp/Al复合材料制备工艺
1.3 SiCp/Al复合材料的强化机制
1.4 SiCp/Al复合材料界面特性研究
1.4.1 界面结合类型以及特点
1.4.2 复合材料界面的研究现状
1.5 材料界面原位研究的表征方法
1.5.1 原位透射电镜技术研究
1.5.2 原位扫描电镜技术研究
1.6 本文主要研究内容
第2章 试验材料和实验方法
2.1 试验材料
2.1.1 基体材料
2.1.2 增强体材料
2.1.3 材料体系
2.2 实验方法
2.2.1 金相显微镜（OM）和扫描电镜（SEM）观察
2.2.2 透射电镜（TEM）观察
2.2.3 透射电镜原位拉伸实验
2.2.4 透射电镜原位拉伸试样制备
2.2.5 扫描电镜原位拉伸实验
2.2.6 扫描电镜原位拉伸试样制备
第3章 SiCp/Al复合材料的组织与界面演化
3.1 引言
3.2 粉末冶金SiCp/2009Al复合材料
3.2.1 热挤压态基体与界面组织
3.2.2 热处理态基体与界面组织
3.3 搅拌铸造SiCp/2014Al复合材料
3.3.1 搅拌铸造态复合材料基体与界面组织
3.3.2 挤压态基体与界面组织
3.3.3 热处理态基体与界面组织
3.4 本章小结
第4章 SiCp/2014Al复合材料断裂行为的SEM原位分析
4.1 引言
4.2 预制缺口尖端裂纹萌生形貌
4.3 裂纹在基体中的扩展行为
4.3.1 基体的影响
4.3.2 颗粒团聚的影响
4.3.3 颗粒尺寸的影响
4.3.4 颗粒破损的影响
4.3.5 颗粒表面氧化层的影响
4.4 本章小结
第5章 SiCp/Al复合材料裂纹萌生和扩展行为的TEM分析
5.1 引言
5.2 裂纹萌生区域及裂纹区形貌
5.2.1 裂纹在基体中萌生
5.2.2 裂纹在破损颗粒位置萌生
5.2.3 裂纹在颗粒富集区萌生
5.2.4 裂纹在SiC-Al近界面区萌生
5.3 裂纹在基体中的扩展行为
5.3.1 裂纹尖端应力集中和位错形态
5.3.2 晶界对裂纹沿基体扩展行为的影响
5.3.3 第二相对裂纹沿基体扩展行为的影响
5.3.4 SiC颗粒对裂纹扩展行为的影响
5.4 裂纹在SiC颗粒近界面区的扩展行为
5.4.1 SiC颗粒表面状态的影响
5.4.2 SiC颗粒尖端及颗粒表面取向的影响
5.4.3 SiC尺寸的影响
5.5 裂纹萌生和扩展过程观察
5.6 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
博士论文
[1]Ti2AlN/TiAl相界面模型及变形机理的原子尺度研究[D]. 柳培.哈尔滨工业大学 2019
本文编号：2961792
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/2961792.html
