基于同步辐射X射线的B 4 C/Al复合材料原位拉伸变形和损伤研究

发布时间：2022-07-11 09:53

　　对B₄C质量分数分别为15wt.%和30wt.%的B₄C/Al复合材料进行了准静态拉伸实验研究,采用基于同步辐射X射线的同时相衬成像和衍射测量技术对B₄C/Al的变形损伤过程进行了原位实时表征,再结合X射线数字图像相关技术（XDIC）,首次获得了B₄C/Al复合材料拉伸过程中的多尺度力学响应:宏观应力-应变曲线、细观变形场和微观晶格衍射谱。应力-应变曲线表明30wt.%B₄C/Al较15wt.%B₄C/Al具有更高的屈服强度和更强的应变硬化效应,但延展性较差;细观应变场揭示出30wt.%B₄C/Al的应变集中区密度更高、更容易扩展联合形成宏观裂纹,导致材料脆断;衍射谱则显示两种复合材料基体的衍射峰峰移和展宽都很小,说明弹塑性变形可能主要集中在颗粒-基体界面。颗粒间距对颗粒增强金属基复合材料应变集中区的密度和其延展性有显著影响,调整颗粒间距有助于平衡其强度和延展性。本文也讨论了XDIC的系统误差,表明位移误差和应变误差控制可分别控制在0... 

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【部分图文】：

15-B4C/Al (a)和30-B4C/Al (b)的颗粒三维分布以及颗粒尺寸分布统计(c)

准静态加载及同步辐射X射线相衬成像和衍射测量系统,内插图为样品尺寸示意图。

(a) 振荡器间距为23mm时X射线的光通量谱; (b) 基于同步辐射X射线的准静态加载时序示意图,DG-1-SS和DG-2-SS分别表示编号为1和2的DG535数字延迟/脉冲发生器发出的单脉冲信号。

【参考文献】：
期刊论文
[1]中子辐照后B4C/Al材料断裂机理分析[J]. 席航,张海生,吴璐,孙凯,彭艳华,莫华均.  核动力工程. 2017(S1)
[2]橡胶材料弹性模量数字图像相关测定法[J]. 胡斌,贺玲凤,张蕊.  实验力学. 2011(02)
[3]数字图像相关方法中散斑图的质量评价研究[J]. 潘兵,吴大方,夏勇.  实验力学. 2010(02)
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本文编号：3657952