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碳纤维增强金属基复合材料的研究进展 被引量:2
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作者 征立志 周玉兰 +1 位作者 张云虎 郑红星 《上海金属》 CAS 2023年第4期1-9,共9页
从界面调控和制备方法两方面综述了碳纤维增强金属基复合材料的研究进展,前者包括碳纤维表面改性和金属基体合金化,后者除了粉末冶金、扩散粘结、搅拌铸造、挤压铸造、真空压力浸渗等传统方法外,还涉及增材制造技术在此领域的应用。基... 从界面调控和制备方法两方面综述了碳纤维增强金属基复合材料的研究进展,前者包括碳纤维表面改性和金属基体合金化,后者除了粉末冶金、扩散粘结、搅拌铸造、挤压铸造、真空压力浸渗等传统方法外,还涉及增材制造技术在此领域的应用。基于平面流动铸造法,笔者提出了采用流铸印刷法制备金属基复合材料的新技术,并介绍了一些试验结果。此外,还对碳纤维增强金属基复合材料的发展提出了建议。 展开更多
关键词 金属基复合材料 纤维增强 增材制造 流铸印刷法
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连续纤维增强金属基复合材料的研制进展及关键问题 被引量:42
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作者 王涛 赵宇新 +4 位作者 付书红 张勇 曾维虎 韦家虎 李钊 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期87-96,共10页
介绍连续纤维增强金属基复合材料的种类及其在航空航天领域的应用情况,并对连续纤维增强金属基复合材料研制过程中的难点和热点问题进行归纳和总结,对关键技术问题提出相应的研究方法和思路。纤维与金属基体间的界面问题是其研究与应用... 介绍连续纤维增强金属基复合材料的种类及其在航空航天领域的应用情况,并对连续纤维增强金属基复合材料研制过程中的难点和热点问题进行归纳和总结,对关键技术问题提出相应的研究方法和思路。纤维与金属基体间的界面问题是其研究与应用的最主要问题,可以从纤维的表面改性、纤维与基体的相容性和润湿性、界面反应、界面强度等方面入手,结合各种复合材料制备工艺的特点,解决界面薄弱性问题;另外加强复合材料损伤机理的研究,建立其损伤评价体系,可以为其实际应用提供参考依据;先进的加工成型和连接技术,可以降低复合材料零件的制造成本,确保零件质量,是复合材料产业化应用的重要保证。 展开更多
关键词 纤维增强金属基复合材料 制备 进展 性能 应用
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高温下短纤维增强金属基复合材料界面的微观结构和热残余应力状态研究 被引量:11
3
作者 高庆 康国政 +1 位作者 杨川 张娟 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期46-50,共5页
利用透射电镜观察了 δ- Al2 O3短纤维增强 Al- 5 .5 Mg合金复合材料界面在不同环境温度下的微观结构特征。同时 ,基于该类复合材料的单纤维模型 ,利用弹塑性有限元分析方法 ,研究了在不同温度下界面热残余应力的大小和分布情况 ,并讨... 利用透射电镜观察了 δ- Al2 O3短纤维增强 Al- 5 .5 Mg合金复合材料界面在不同环境温度下的微观结构特征。同时 ,基于该类复合材料的单纤维模型 ,利用弹塑性有限元分析方法 ,研究了在不同温度下界面热残余应力的大小和分布情况 ,并讨论了热残余应力对界面行为的影响。最后 ,讨论了界面的微观结构和热残余应力特征对复合材料整体性能的影响。研究表明 ,不同环境温度下 ,界面具有不同的微观结构和热残余应力特征 ,这些特征的变化将引起复合材料整体性能的明显变化。 展开更多
关键词 纤维增强金属基复合材料 界面 微观结构 热残余应力 透射电镜 有限元分析
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纤维增强金属基复合材料热机械疲劳模型的研究进展 被引量:2
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作者 施惠基 胡齐阳 +1 位作者 牛莉莎 王中光 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2002年第1期81-91,共11页
中国科学院金属研究所材料疲劳与断裂国家重点实验室,沈阳 110015摘 要 纤维增强金属基复合材料的热机械疲劳(thermomechanical fatigue简称TMF)特性的研究在近年受到高度重视.本文根据国内外近期... 中国科学院金属研究所材料疲劳与断裂国家重点实验室,沈阳 110015摘 要 纤维增强金属基复合材料的热机械疲劳(thermomechanical fatigue简称TMF)特性的研究在近年受到高度重视.本文根据国内外近期进行的理论研究以及获得的主要成果作一概要介绍.对于热机械循环特性,主要介绍基于细观力学方法的轴向性质模型,以及基于断裂与损伤理论的横向性质模型.对于热机械疲劳性能研究,结合横向性质导出两种热机械疲劳模型,然后分析基体的细观结构对疲劳寿命的影响. 展开更多
关键词 黏塑性 热机械疲劳 细观力学方法 纤维增强金属基复合材料 轴向性质模型 横向性质模型
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热机械循环载荷下短纤维增强金属基复合材料性能分析 被引量:2
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作者 施惠基 贾大炜 程蕾 《机械强度》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期345-352,共8页
从复合材料内部组分的细观力学关系入手,选取代表体积元,基于Eshelby椭圆夹杂理论和瞬时体积平均的概念,通过集中张量描述纤维与基体以及纤维与纤维间的相互作用,并把在弹性范围内得到的各集中张量推广到弹塑性范围内,建立能够在弹塑性... 从复合材料内部组分的细观力学关系入手,选取代表体积元,基于Eshelby椭圆夹杂理论和瞬时体积平均的概念,通过集中张量描述纤维与基体以及纤维与纤维间的相互作用,并把在弹性范围内得到的各集中张量推广到弹塑性范围内,建立能够在弹塑性范围内分析热机械循环载荷作用下短纤维增强金属基复合材料的性质的模型。为了接近工程实际,假设纤维始终保持线弹性,对基体材料采用能反映bauschinger效应的混合硬化模型,依据基体的弹塑性状态决定复合材料整体的弹塑性状态。在塑性范围内,从各向异性的角度出发,采用增量法迭代得出每个加载步结束时复合材料整体以及各相的应力应变增量。编写控制应变和温度加载条件下,计算复合材料应力应变响应的程序,着重讨论纤维的外形、空间分布、体积百分比以及温度载荷对复合材料宏观性质的影响,并与相关的实验结果和数值结果进行比较。 展开更多
关键词 纤维增强金属基复合材料 热机械循环载荷 混合硬化模型 弹塑性 瞬时体积平均 集中张量
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纤维增强金属基复合材料层板热/机械疲劳性能试验研究 被引量:2
6
作者 刘绍伦 何玉怀 温井龙 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第10期14-15,22,共3页
进行了B/Al层板250~350℃温度循环范围内的同相位、反相位的热/机械疲劳寿命试验以及250℃和350℃下的等温疲劳试验与宏微观分析研究。结果表明:同相位与反相位的热/机械疲劳S-N曲线出现相交,以交点做应力水平线FPF,在FPF以上,同相位的... 进行了B/Al层板250~350℃温度循环范围内的同相位、反相位的热/机械疲劳寿命试验以及250℃和350℃下的等温疲劳试验与宏微观分析研究。结果表明:同相位与反相位的热/机械疲劳S-N曲线出现相交,以交点做应力水平线FPF,在FPF以上,同相位的热/机械疲劳(TMF)比反相位的要短;而在FPF以下,同相位的TMF寿命比反相位的要长;无论是同相位,还是反相位的TMF寿命,均低于250℃和350℃下的等温疲劳寿命;疲劳裂纹起源于纤维与基体界面,并随着基体的横向开裂而扩展,但最终的疲劳损伤机理不仅取决于应力水平,还取决于试验环境条件;纤维与基体之间界面反应区在TMF的损伤扩展方面起了主要作用。 展开更多
关键词 热/机械疲劳 纤维增强金属基复合材料 同相位 反相位
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短纤维增强金属基复合材料微屈服行为的计算机模拟 被引量:2
7
作者 吴晶 李文芳 蒙继龙 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2003年第3期364-367,共4页
本文采用细观力学模型 ,根据Eshelby等效夹杂原理和双夹杂模型等 ,用计算机模拟的方法定量计算了短纤维增强金属基复合材料微屈服行为规律。计算结果表明在基体材料的微屈服规律符合Brown Lukens线性规律的情况下 ,金属基复合材料的σ -... 本文采用细观力学模型 ,根据Eshelby等效夹杂原理和双夹杂模型等 ,用计算机模拟的方法定量计算了短纤维增强金属基复合材料微屈服行为规律。计算结果表明在基体材料的微屈服规律符合Brown Lukens线性规律的情况下 ,金属基复合材料的σ - <εp>1 2 也近似符合Brown Lukens规律。同时计算了增强体短纤维的含量、形状。 展开更多
关键词 纤维增强金属基复合材料 微屈服行为 计算机模拟 细观力学 MMC
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纤维增强金属基复合材料细观几何结构对宏观弹性性能的影响 被引量:2
8
作者 雷友锋 宋迎东 高德平 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2003年第1期43-48,共6页
基于复合材料宏、细观场量之间的联系 ,建立了一种纤维增强复合材料宏—细观力学模型。该模型建立起了宏观与细观应力、应变场量之间的联系 ,获得了宏观应力—应变关系 ,试验及理论计算表明 ,该模型能够较好地预测复合材料宏观弹性性能。
关键词 纤维增强金属基复合材料 细观几何结构 弹性性能 力学分析
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浸渗铸造纤维增强金属基复合材料及界面反应 被引量:1
9
作者 赵浩峰 刘红梅 +1 位作者 钱继锋 苏俊义 《材料导报》 EI CAS CSCD 2002年第10期35-38,共4页
讨论了纤维增强金属基复合材料的浸渗铸造,重点从浸渗机理与工艺方法的关系角度讨论了浸渗工艺类型及对复合材料组织性能的影响。并对常用的碳及氧化铝纤维增强复合材料结构相(其中包括纤维本身结构的纳米组元及反应产物中的新生相)进... 讨论了纤维增强金属基复合材料的浸渗铸造,重点从浸渗机理与工艺方法的关系角度讨论了浸渗工艺类型及对复合材料组织性能的影响。并对常用的碳及氧化铝纤维增强复合材料结构相(其中包括纤维本身结构的纳米组元及反应产物中的新生相)进行了讨论。由于反应相的形成条件、形成区域不同,对复合材料性能的影响也不同。另外还讨论了其它组元如SiO_2对反应相形成的作用。 展开更多
关键词 纤维 结构 浸渗铸造 纤维增强金属基复合材料 界面反应
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纤维增强金属基复合材料热机械循环加载力学模型
10
作者 牛莉莎 郑岩 +1 位作者 胡齐阳 施惠基 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2004年第z1期110-114,共5页
着重论述考虑涂层效应的纤维增强金属基复合材料的热机械加载细观力学模型。在假设基底金属为粘塑性材料 ,纤维与涂层为横观各向同性弹性材料的前提下 ,从复合材料内部组分的细观力学关系入手 ,利用平均应力应变的概念 ,分析材料在热机... 着重论述考虑涂层效应的纤维增强金属基复合材料的热机械加载细观力学模型。在假设基底金属为粘塑性材料 ,纤维与涂层为横观各向同性弹性材料的前提下 ,从复合材料内部组分的细观力学关系入手 ,利用平均应力应变的概念 ,分析材料在热机械载荷作用下的应力应变关系。针对金属基底的粘塑性特性 ,选择Bodner Partom模型作为金属的基本本构关系 。 展开更多
关键词 纤维增强金属基复合材料 涂层效应 粘塑性 热机械加载
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纤维增强金属基复合材料的应力集中及力学性能
11
作者 夏振海 朱淑琴 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1996年第1期91-96,共6页
本文提出了一种多裂纹模型,用此模型可以分析复合材料中的应力集中、界面脱粘、基体屈服及裂纹间交互作用,分析结果表明,在纤维中存在着较高的应力集中.基体屈服及反应层中裂纹密度增加都促进应力集中,而界面脱粘则使应力集中松驰... 本文提出了一种多裂纹模型,用此模型可以分析复合材料中的应力集中、界面脱粘、基体屈服及裂纹间交互作用,分析结果表明,在纤维中存在着较高的应力集中.基体屈服及反应层中裂纹密度增加都促进应力集中,而界面脱粘则使应力集中松驰.对于涂SiC涂层的C/Al复合材料,最佳界面结合强度在100—300MPa之间. 展开更多
关键词 纤维增强金属基复合材料 应力集中 力学性能 多裂纹模型 界面结合强度
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界面对短纤维增强金属基复合材料力学行为的影响 被引量:15
12
作者 康国政 高庆 +1 位作者 刘世楷 张吉喜 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第1期35-40,共6页
界面是复合材料中一个非常重要的因素,本文将在实验分析的基础上建立合理的理论分析模型,借助于轴对称和三维有限元分析方法,对界面性能的变化对短纤维增强金属基复合材料力学行为的影响作较为系统和深入的研究,其中包括界面性能对... 界面是复合材料中一个非常重要的因素,本文将在实验分析的基础上建立合理的理论分析模型,借助于轴对称和三维有限元分析方法,对界面性能的变化对短纤维增强金属基复合材料力学行为的影响作较为系统和深入的研究,其中包括界面性能对应力传递机制、弹性模量、应力-应变曲线以及断裂机理的影响。研究表明,界面性能的好坏显著影响基体与纤维间的应力传递,从而对复合材料的弹性模量、应力-应变行为和断裂机理产生较大的影响,界面控制是复合材料设计中不可忽视的重要环节。 展开更多
关键词 纤维增强 金属基 复合材料 力学行为 界面
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非连续纤维增强金属基复合材料研究进展 被引量:5
13
作者 张晓玲 胡奈赛 +1 位作者 何家文 崔建军 《铸造》 CAS CSCD 北大核心 1997年第10期37-40,共4页
综述了目前国内外非连续纤维增强金属基复合材料的制备方法,包括粉末法、喷射沉积法、铸造法和原位复合法。
关键词 非连续 纤维 金属基 复合材料 增强
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电化学方法制备纤维增强金属基复合材料的初步研究 被引量:6
14
作者 罗学涛 吴清良 +1 位作者 黄前军 陈立富 《厦门大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2003年第6期746-750,共5页
提出了利用电化学方法在室温下制备纤维增强金属基复合材料的新技术.详细阐述了制备工艺过程,并通过SEM观察了复合材料的断口形貌及显微结构.实验证实电化学浸渗技术具有在室温下快速制备纤维增强金属基复合材料的优点,导电或不导电纤... 提出了利用电化学方法在室温下制备纤维增强金属基复合材料的新技术.详细阐述了制备工艺过程,并通过SEM观察了复合材料的断口形貌及显微结构.实验证实电化学浸渗技术具有在室温下快速制备纤维增强金属基复合材料的优点,导电或不导电纤维可用来作为增强剂.导电纤维可直接用于电化学浸渗,而不导电纤维在使用之前要进行表面金属化处理.初步实验结果表明,在5.5V和8h的沉积条件下可获得致密的纤维/铜基复合材料. 展开更多
关键词 电化学方法 金属基复合材料 电化学浸渗 显微结构 扩散传质 增强 纤维增强复合材料
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纤维增强金属基复合材料液相浸渗充填过程 被引量:21
15
作者 王浩伟 张国定 吴人洁 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第1期38-42,共5页
液相浸渗法是制造纤维增强金属基复合材料的先进工艺,其浸渗充填过程是复合材料的组织和性能的主要决定因素之一。本文通过纤维增强金属基复合材料液相浸渗填充过程阻力及充填形式的研究,发现纤维分布状态及纤维与基体的润湿性决定着... 液相浸渗法是制造纤维增强金属基复合材料的先进工艺,其浸渗充填过程是复合材料的组织和性能的主要决定因素之一。本文通过纤维增强金属基复合材料液相浸渗填充过程阻力及充填形式的研究,发现纤维分布状态及纤维与基体的润湿性决定着浸渗充填形式。探讨了通过控制纤维分布状态、改善纤维与基体的润湿性和优化工艺参数等方法,以控制浸渗充填过程,获得高性能复合材料的途径。 展开更多
关键词 金属基复合材料 纤维 液相浸渗
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碳纤维增强金属基复合材料的研究进展 被引量:11
16
作者 周涛 周细应 +3 位作者 答建成 张有为 杨涛 聂志云 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2016年第18期31-32,37,共3页
对近些年来碳纤维增强金属基复合材料的研究现状进行了综述。介绍了复合材料的制备方法,同时分析了各种方法的优点以及不足,并介绍了碳纤维的分布取向、界面状况以及残余应力对碳纤维增强金属基复合材料性能的影响。
关键词 纤维 金属基复合材料 界面 残余应力
原文传递
短纤维增强金属基复合材料的热残余应力及其对拉伸和压缩载荷下应力分布的影响 被引量:6
17
作者 丁向东 连建设 江中浩 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期282-285,共4页
运用空间轴对称有限元方法 ,研究了短纤维增强金属基复合材料热残余应力的分布及其对拉伸和压缩载荷下应力分布的影响。研究表明 ,在拉伸和压缩载荷下 ,热残余应力可导致不对称的应力分布 ;热残余应力降低拉伸时的应力传递 。
关键词 纤维增强 拉伸 压缩 金属基复合材料 有限元 热残余应力 应力应变 TRS
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纤维增强金属基复合材料耐磨机制的研究 被引量:5
18
作者 刘政 刘小梅 周彼德 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 1995年第1期3-5,共3页
根据纤维增强金属基复合材料的结构特点,研究了界面在复合材料磨损过程中的作用。磨损时,复合材料的界面可消耗裂纹扩展能量,阻滞裂纹扩展.氧化铝短纤维增强铝硅合金复合材料具有优异的耐磨性;基体中的合金元素有利于形成良好的界... 根据纤维增强金属基复合材料的结构特点,研究了界面在复合材料磨损过程中的作用。磨损时,复合材料的界面可消耗裂纹扩展能量,阻滞裂纹扩展.氧化铝短纤维增强铝硅合金复合材料具有优异的耐磨性;基体中的合金元素有利于形成良好的界面,改善复合材料的耐磨性. 展开更多
关键词 复合材料 耐磨性 金属基 纤维增强
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短纤维增强金属基复合材料的细观塑性变形与宏观性能 被引量:6
19
作者 杨庆生 唐立民 陈浩然 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第3期76-82,共7页
本文研究单向短纤维增强金属基复合材料的细现弹塑性变形和宏观弹塑性响应。假设纤维是弹性体,基体是弹性粘塑性体。利用有限元法分析了复合材料可周期性重复的单胞的细观弹塑性应力场;利用体积平均的均匀化方法研究了复合材料的弹塑... 本文研究单向短纤维增强金属基复合材料的细现弹塑性变形和宏观弹塑性响应。假设纤维是弹性体,基体是弹性粘塑性体。利用有限元法分析了复合材料可周期性重复的单胞的细观弹塑性应力场;利用体积平均的均匀化方法研究了复合材料的弹塑性应力—应变关系。本工作着重分析复合材料中纤维与纤维、纤维与周围基体的相互作用机理。 展开更多
关键词 金属基 纤维 复合材料 弹塑性 细观力学
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短纤维增强金属基复合材料的多重损伤分析 被引量:4
20
作者 周储伟 王鑫伟 +1 位作者 杨卫 方岱宁 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期64-67,共4页
用细观计算力学的方法分析了短纤维增强金属基复合材料 (MMC)多重损伤的相互作用及对拉伸强度的影响。采用唯象的内聚力模型模拟界面的脱粘 ;G- T模型描述延性基体的损伤。在胞元模型的基础上研究了界面强度、纤维长径比等细观参数对材... 用细观计算力学的方法分析了短纤维增强金属基复合材料 (MMC)多重损伤的相互作用及对拉伸强度的影响。采用唯象的内聚力模型模拟界面的脱粘 ;G- T模型描述延性基体的损伤。在胞元模型的基础上研究了界面强度、纤维长径比等细观参数对材料损伤模式及强韧性的影响。研究表明 ,界面较弱时 ,损伤以界面脱粘为主 ,界面的强度决定了材料强度 ;当界面较强时 ,晶须将发生断裂 ,材料的最终强度由晶须的强度决定。 展开更多
关键词 金属基复合材料 细观力学 损伤 内聚力模型 G-T模型 纤维
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