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论服役效能在材料科学与工程中的地位和作用——西安交通大学金属材料强度研究所40年历程的思考
1
作者 顾海澄 《科技导报》 CAS CSCD 1999年第6期31-33,27,共4页
关键词 材料科学 材料科学与工程 服役效能
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金属材料强度国家重点实验室
2
《理化检验（物理分册）》 CAS 2004年第5期231-231,共1页
关键词 金属材料强度国家重点实验室 钢铁材料 微观组织 力学性能
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梯度结构金属材料的制备方法和力学性能研究进展
3
作者 高瑞泽 王亚强 +3 位作者 张金钰 杨红艳 刘刚 孙军 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第15期13-24,共12页
金属结构材料是保障国防建设、航空航天和机械工程等领域快速发展的物质基础,向其中引入梯度组织可以使不同尺寸的结构单元相互协调作用,突破单一均质材料的性能短板,有效改善金属材料的综合服役性能。本文围绕近几年国内外梯度结构金... 金属结构材料是保障国防建设、航空航天和机械工程等领域快速发展的物质基础,向其中引入梯度组织可以使不同尺寸的结构单元相互协调作用,突破单一均质材料的性能短板,有效改善金属材料的综合服役性能。本文围绕近几年国内外梯度结构金属材料的相关研究和进展,首先介绍了梯度结构金属材料的制备方法和工艺原理,并总结了其优点与局限性;其次对梯度金属材料的微观组织结构进行了阐释,论述了梯度结构金属材料的服役性能特点,包括强度、塑性、摩擦磨损性能、疲劳损伤性能和耐腐蚀性能,提出了调控梯度结构金属材料服役性能的优化策略;最后对其未来研究方向和面临的挑战进行了展望。 展开更多
关键词 梯度结构金属材料 微观组织 制备方法 力学性能 疲劳性能 腐蚀性能
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纤维增强热塑性复合材料/金属连接界面调控研究进展 被引量：1
4
作者 张龙 解妙霞 +1 位作者 张林杰 张建勋 《焊管》 2024年第5期1-10,共10页
综述了纤维增强热塑性复合材料/金属界面连接机制和界面调控的国内外研究动态,涵盖粘附和机械结合两种机制。简要概述了粘附机制的主要结合力类型,探讨了粘附机制下连接界面轻度较差的原因;重点关注了机械方法、化学方法、金属表面增材... 综述了纤维增强热塑性复合材料/金属界面连接机制和界面调控的国内外研究动态,涵盖粘附和机械结合两种机制。简要概述了粘附机制的主要结合力类型,探讨了粘附机制下连接界面轻度较差的原因;重点关注了机械方法、化学方法、金属表面增材处理和激光加工4类机械结合界面调控方法,其中化学方法的使用会对环境造成一定危害,且难以精确控制微结构的形貌尺寸。而金属表面增材制备微观结构的方法目前还存在难以实现完全锚固且易变形造成应力集中的问题。利用高能量密度激光对金属表面进行粗化、清洗以及引入化学基团,可以在毫米、微米和纳米等不同尺度下调控微结构形貌,对接头强度的改善效果远高于喷砂、喷丸、砂纸打磨、铣削加工等机械方法。同时,超快脉冲激光与材料相互作用时间极短,热影响小,能加工出跨尺度复合结构,相比于其他金属表面处理方式,超快激光表面处理能更大程度上提高接头强度。 展开更多
关键词 纤维增强热塑性复合材料 界面增强方法 金属表面处理 激光加工 微结构
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纤维增强热塑性复合材料与金属连接技术的研究进展
5
作者 张龙 解妙霞 张林杰 《焊管》 2024年第2期8-16,44,共10页
纤维增强热塑性复合材料(FRTP)与金属的连接技术是多材料异质结构的关键制造技术。总结了纤维增强热塑性树脂基复合材料相对于传统金属材料的性能优势,分析了FRTP与金属连接技术的重要性和必要性,系统回顾了胶接、机械连接、混合连接和... 纤维增强热塑性复合材料(FRTP)与金属的连接技术是多材料异质结构的关键制造技术。总结了纤维增强热塑性树脂基复合材料相对于传统金属材料的性能优势,分析了FRTP与金属连接技术的重要性和必要性,系统回顾了胶接、机械连接、混合连接和焊接四大类FRTP/金属连接技术的特点和发展,最后对未来FRTP/金属异质结构连接技术的发展、接头性能的改善提出了展望。 展开更多
关键词 纤维增强热塑性树脂基复合材料 金属 异质结构 连接方式
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循环变形提高SiC纤维增强铝基复合材料强度及塑性 I.实验现象 被引量：1
6
作者 柳永宁 楚丽平 +1 位作者 何家文 杨盛良 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期376-380,共5页
对ＳｉＣ纤维增强铝基复合材料经不同周次循环变形载荷后强度与塑性的测试表明．循环变形可使其强度、塑性均有所提高．经循环变形载荷作用１０周次、抗拉强度提高２０％；作用１００周次．强度提高３０％．塑性也有类似的变化．这一现... 对ＳｉＣ纤维增强铝基复合材料经不同周次循环变形载荷后强度与塑性的测试表明．循环变形可使其强度、塑性均有所提高．经循环变形载荷作用１０周次、抗拉强度提高２０％；作用１００周次．强度提高３０％．塑性也有类似的变化．这一现象与传统疲劳损伤理论不一致．通过对基体材料、ＳｉＣ纤维体以及复合材料板的各自独立循环变形实验可知、这一现象同循环变形过程中纤维与基体的界面结合强度适度降低有关，这种降低有助于复合材料的强度与塑性的配合． 展开更多
关键词 纤维增强铝基复合材料 循环变形 界面结合强度 硫化硅 塑性
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金属基复合材料钎焊与液相扩散焊焊接区增强体/基体界面演变行为及其对接头强度的影响 被引量：1
7
作者 张贵锋 张建勋 裴怡 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2007年第23期82-85,共4页
综述了金属基复合材料中增强体/基体(R/M)界面接合类型,对比了焊接条件下与制备条件下R/M界面结合特征的差别。据此首次提出将界面分为一次界面与二次界面的分类方法;进而提出了钎焊与液相扩散焊热循环中R/M界面演变行为模式,即一次界... 综述了金属基复合材料中增强体/基体(R/M)界面接合类型,对比了焊接条件下与制备条件下R/M界面结合特征的差别。据此首次提出将界面分为一次界面与二次界面的分类方法;进而提出了钎焊与液相扩散焊热循环中R/M界面演变行为模式,即一次界面的损伤/解体与二次界面的重建。讨论了R/M界面演变行为及其对接头强度的直接与间接影响。 展开更多
关键词 金属基复合材料 钎焊 液相扩散焊 界面演变
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亚稳态金属材料抗空蚀性能研究 被引量：1
8
作者 王再友 徐英鸽 朱金华 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 2003年第1期32-35,共4页
用旋转圆盘实验机研究了三种金属材料的空蚀。试验结果表明 :Fe -Mn -Si形状记忆合金、Fe -Cr-Ni-Mn不锈钢空蚀中分别诱发产生密排六方晶体结构的马氏体和体心立方晶体结构的马氏体 ,其抗空蚀性能依次为 0Cr13Ni5Mo不锈钢的 7.3倍和 2 .... 用旋转圆盘实验机研究了三种金属材料的空蚀。试验结果表明 :Fe -Mn -Si形状记忆合金、Fe -Cr-Ni-Mn不锈钢空蚀中分别诱发产生密排六方晶体结构的马氏体和体心立方晶体结构的马氏体 ,其抗空蚀性能依次为 0Cr13Ni5Mo不锈钢的 7.3倍和 2 .1倍。亚稳态金属材料抗空蚀性能与空蚀过程中动态相变对应力的响应密切相关。空蚀诱发马氏体相变不仅有利于改善材料抗空蚀性能 ,而且马氏体相变及其逆转变引起的能量耗散和伪弹性大大提高了Fe-Mn 展开更多
关键词 空蚀 马氏体相变 亚稳态金属材料 0Cr13Ni5Mo不锈钢 抗空蚀性能
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平纹织物碳纤维复合材料拉伸失效行为研究
9
作者 王昂 孙杰 +2 位作者 凌唯一 员尔瑾 蔡洪能 《热加工工艺》 北大核心 2025年第3期96-102,共7页
织物复合材料相较于传统单向层合板复合材料具有更优异的抗冲击损伤性能,被广泛应用于航空航天、汽车、船舶等工业领域。基于微观力学失效理论,对平纹织物在拉伸载荷作用下的力学行为进行多尺度研究。从微观代表性体积单元模型中提取应... 织物复合材料相较于传统单向层合板复合材料具有更优异的抗冲击损伤性能,被广泛应用于航空航天、汽车、船舶等工业领域。基于微观力学失效理论,对平纹织物在拉伸载荷作用下的力学行为进行多尺度研究。从微观代表性体积单元模型中提取应力放大因子研究介观平纹织物模型,通过ABAQUS平台耦合UMAT子程序实现结构强度预测和损伤失效分析,并对平纹织物复合材料拉伸试验进行模拟分析。结果表明,基体失效最早出现在纬向纤维束,纤维失效集中出现在经向纤维束的卷曲区位置。模拟分析与实验结果具有良好的一致性。 展开更多
关键词 平纹织物 渐进损伤 微观力学失效理论 多尺度建模
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长期氧化、表面粗糙度对多元包覆YSZ涂层材料的1300℃窄波段积分发射率的影响规律研究
10
作者 冯宇涛 刘森辉 +1 位作者 李成新 李长久 《热喷涂技术》 2025年第1期84-97,共14页
氧化锆具有2 680℃的高熔点,以及2.12 W/mK的低热导率。通过掺杂氧化钇抑制其晶型转变的氧化钇稳定氧化锆(Yttria-Stabilized Zirconia,YSZ)是目前使用最为广泛的热障涂层材料,能够长期承受1 100℃的高温。然而,当温度超过1 000℃时,部... 氧化锆具有2 680℃的高熔点,以及2.12 W/mK的低热导率。通过掺杂氧化钇抑制其晶型转变的氧化钇稳定氧化锆(Yttria-Stabilized Zirconia,YSZ)是目前使用最为广泛的热障涂层材料,能够长期承受1 100℃的高温。然而,当温度超过1 000℃时,部件的辐射强度会显著增大,导致辐射传热的比例不断提高。由于YSZ在高温下处于半透明状态,难以有效阻碍辐射传热。针对YSZ在1 000℃以上无法有效抑制辐射传热的问题,本研究系统探讨了影响YSZ涂层材料积分发射率的关键因素,包括粗糙度、角度和长期氧化等,揭示了这些因素对YSZ积分发射率的影响规律,并通过多元金属掺杂实现了YSZ涂层积分发射率的进一步降低。研究结果表明,YSZ涂层在1 100℃下的积分发射率主要受粗糙度和掺杂成分的影响。具体而言,粗糙度越大,涂层的积分发射率越高。通过添加Ni、Al等元素或采用Pt包覆工艺,可以有效降低YSZ的积分发射率,使其最终降至0.18±0.03。其中,Pt包覆虽然效果显著,但成本较高;相比之下,Ni和Al的掺杂方案更具成本优势。在1 100℃长期氧化实验中,系统测量了样品在不同氧化时间下的发射强度变化,测试温度分别为1 100℃和1 300℃。实验发现,Al或Ni单独掺杂的YSZ材料表现出较好的积分发射率稳定性。具体而言,Ni-YSZ在经历1 100℃长期氧化500 h后,其1 100℃下的发射率变化控制在14%以内;而NiAl双掺杂材料在经过100 h氧化后,积分发射率出现显著提升。本研究通过系统的多元掺杂实验和积分发射率影响因素分析,为高温辐射抑制涂层的开发提供了重要的理论依据。这些研究成果有望应用于航空航天和燃气轮机等高温服役环境中的关键部件。 展开更多
关键词 等离子喷涂 热障涂层 发射率 掺杂改性 YSZ
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空蚀诱发相变对金属材料抗空蚀性能的影响
11
作者 王再友 朱金华 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第11期1191-1194,1203,共5页
用旋转圆盘试验机研究了 4种金属材料的抗空蚀性能 ,结果表明 :亚稳态金属材料Fe -Mn-Si合金、Fe -Cr -Mn -Ni和Fe -Cr -Ni不锈钢空蚀中分别诱发了密排六方晶体结构马氏体和体心立方晶体结构马氏体 ,其抗空蚀性能依次分别为 0Cr13Ni5Mo... 用旋转圆盘试验机研究了 4种金属材料的抗空蚀性能 ,结果表明 :亚稳态金属材料Fe -Mn-Si合金、Fe -Cr -Mn -Ni和Fe -Cr -Ni不锈钢空蚀中分别诱发了密排六方晶体结构马氏体和体心立方晶体结构马氏体 ,其抗空蚀性能依次分别为 0Cr13Ni5Mo不锈钢的 7 3倍、1 8倍和 1 6倍 ;空蚀诱发马氏体相变有助于提高材料的抗空蚀性能 ,并与空蚀过程中动态相变对应力的响应密切相关 ;马氏体相变及其逆转变引起的能量耗散和伪弹性大大提高了Fe -Mn -Si合金的抗空蚀性能 . 展开更多
关键词 空蚀 亚稳态金属材料 不锈钢 抗空蚀性能 马氏体相变 旋转圆盘试验机 能量耗散
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增强体种类及含量对金属基复合材料力学性能的影响 被引量：22
12
作者 权高峰 柴东朗 +1 位作者 宋余九 涂铭旌 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第2期62-66,共5页
用粉末冶金法制备了氧化铝、碳化硅颗粒增强的几种铝合金复合材料，对不同增强体含量的复合材料进行了力学性能测试。研究结果表明，复合材料拉伸弹性模量随增强体含量增加而升高，断裂延伸率下降。ＳｉＣＰ／２０２４具有最高的强度和... 用粉末冶金法制备了氧化铝、碳化硅颗粒增强的几种铝合金复合材料，对不同增强体含量的复合材料进行了力学性能测试。研究结果表明，复合材料拉伸弹性模量随增强体含量增加而升高，断裂延伸率下降。ＳｉＣＰ／２０２４具有最高的强度和增强效率，随增强体含量增加至２５％，强度逐渐升高；ＳｉＣＰ／７０７５的强度水平低于基体合金；ＳｉＣＰ／Ａｌ（工业纯）强度提高幅度较大；Ａｌ２Ｏ３Ｐ／２０２４的强度随增强体含量增加呈先上升、后下降趋势。分析认为不同复合材料间的这种性能差异由增强体与基体强度水平和变形行为特征所决定。高强度、高模量的增强体与高强度、高形变硬化率的基体的配合是获得高强度复合材料的重要条件。 展开更多
关键词 增强体种类 颗粒 金属基 复合材料 力学性能
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颗粒增强金属基复合材料的屈服行为 被引量：8
13
作者 丁向东 刘刚 +3 位作者 王瑞红 孙军 江中浩 连建设 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期368-375,共8页
运用空间轴对称弹塑性有限元方法和混合律模型、给出了应力应变分配系数与复合材料的弹性模量、屈服强度以及切线模量之间的定量关系式、并由此提出了一种新的定义颗粒增强金属基复合材料比例极限和屈服行为的方法、进而研究了颗粒形状... 运用空间轴对称弹塑性有限元方法和混合律模型、给出了应力应变分配系数与复合材料的弹性模量、屈服强度以及切线模量之间的定量关系式、并由此提出了一种新的定义颗粒增强金属基复合材料比例极限和屈服行为的方法、进而研究了颗粒形状（球体 正圆柱体以及椭球体）和材料结构参数（颗粒体积分数和颗粒根间距）对颗粒增强金属基复合材料拉伸变形行为的影响．研究表明，通过研究应力应变分配系数及其二阶导数来确定复合材料屈服行为的方法不仅适用于短纤维增强金属基复合材料．而且也适用于颗粒增强金属基复合材料．该方法可以较好地反映出颗粒形状和材料结构参数对复合材料屈服行为的影响． 展开更多
关键词 颗粒增强 金属基复合材料 有限元分析 屈服行为 比例极限
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金属多孔材料应用及制备的研究进展 被引量：23
14
作者 梁永仁 杨志懋 丁秉钧 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第A02期30-34,共5页
综述了金属多孔材料在作为结构材料和功能材料方面所表现出来的优异性能及其应用。并对固相法、液相法、电沉积法、气相沉积法等金属多孔材料的主要制备方法进行了总结,同时,指出当前金属多孔材料的研究热点和今后所需解决的问题。
关键词 金属多孔 制备方法 功能应用 结构应用
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组织工程骨支架的材料学:短棒状纳米羟基磷灰石的细胞毒性检测 被引量：8
15
作者 岳进 雷德林 +2 位作者 郭大刚 陈书军 毛天球 《中国临床康复》 CAS CSCD 北大核心 2005年第2期32-33,共2页
目的:体外研究短棒状纳米羟基磷灰石Na-HA的细胞毒性,探讨将其()应用于组织工程骨支架的可能性。方法:实验于2004-01/05在第四军医大学口腔颌面外科实验室完成。采用MTT检测法,将不同浓度的短棒状Na-HA浸提液与L929成纤维细胞接触1,3,5d... 目的:体外研究短棒状纳米羟基磷灰石Na-HA的细胞毒性,探讨将其()应用于组织工程骨支架的可能性。方法:实验于2004-01/05在第四军医大学口腔颌面外科实验室完成。采用MTT检测法,将不同浓度的短棒状Na-HA浸提液与L929成纤维细胞接触1,3,5d,对细胞增殖活性进行检测,计算细胞相对增殖率,用6级毒性分类法评级,并进行形态学观察。用碱性磷酸酶(ALP)测定试剂盒检测浸提液对兔成骨细胞功能表达的影响。结果:不同时间点用不同浓度浸提液培养的细胞均正常增殖,毒性0～1级。浸提液不影响兔成骨细胞的功能表达。结论:短棒状Na-HA无细胞毒性,不影响成骨细胞的成骨活性,可能是一种组织工程骨支架的良好材料。 展开更多
关键词 生物相容性材料 羟基磷灰石类 毒性试验
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利用纳米压入加载曲线确定金属薄膜的屈服强度和硬化指数　Ⅱ.实验及验证 被引量：5
16
作者 马德军 徐可为 +1 位作者 何家文 JianLU 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1999年第10期1043-1048,共6页
通过比较实测与计算所得整体材料纳米压入加载曲线及Berkovich压头的面积函数，对已建立的Berkovich压头绝对钝化量的确定方法进行了实验验证在此基础上，测定了蒸发恢制在Si单晶上三种不同膜厚Al膜的屈服强度和硬化指数，并与拉伸分离... 通过比较实测与计算所得整体材料纳米压入加载曲线及Berkovich压头的面积函数，对已建立的Berkovich压头绝对钝化量的确定方法进行了实验验证在此基础上，测定了蒸发恢制在Si单晶上三种不同膜厚Al膜的屈服强度和硬化指数，并与拉伸分离法获得的结果进行了比较结果表明，利用纳米压入加载曲线确定陶瓷基体上金属薄膜基本力学性能的方法是可行的． 展开更多
关键词 屈服强度 硬化指数 金属薄膜 纳米压入 有限元
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关于颗粒增强金属基复合材料的协同强化 被引量：5
17
作者 郑茂盛 赵更申 +1 位作者 井新利 周根树 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 1996年第5期16-17,共2页
复相材料的协同效应在其强度、韧性、断裂等特性和现象中表现得尤为明显,也是复相材料研究中认识最肤浅的内容。本研究通过对球形颗粒增强金属基复合材料中模量强化与位错强化的分析,探讨了这两种强化间的协同作用。结果表明,该体系中... 复相材料的协同效应在其强度、韧性、断裂等特性和现象中表现得尤为明显,也是复相材料研究中认识最肤浅的内容。本研究通过对球形颗粒增强金属基复合材料中模量强化与位错强化的分析,探讨了这两种强化间的协同作用。结果表明,该体系中协同强化作用是很明显的。一般通过适当的模型和数学处理,协同作用是可以逐步认识的。 展开更多
关键词 颗粒增强 金属基复合材料 协同强化
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金属纳米叠层材料的力学性能与辐照损伤容限 被引量：3
18
作者 张金钰 吴凯 +1 位作者 刘刚 孙军 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2018年第8期575-581,共7页
金属纳米叠层材料由于不仅可以调整其组元几何尺寸和微观结构尺度,而且可以引入具有不同本征性能的组元材料和不同结构的层间异质界面,在获得高强韧与高辐照损伤容限金属结构材料方面具有潜在的能力。结合当前国内外有关金属叠层材料力... 金属纳米叠层材料由于不仅可以调整其组元几何尺寸和微观结构尺度,而且可以引入具有不同本征性能的组元材料和不同结构的层间异质界面,在获得高强韧与高辐照损伤容限金属结构材料方面具有潜在的能力。结合当前国内外有关金属叠层材料力学性能与辐照特性尺寸效应研究的最新进展,分别阐述了晶体/晶体Cu/Mo与晶体/非晶Cu/Cu-Zr金属叠层材料He^+辐照前后的结构演变与力学特性,揭示了上述两类金属叠层材料的强化与损伤机制的异同,并对高辐照损伤容限纳米叠层材料研究的发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 金属纳米叠层材料 界面 塑性变形 辐照损伤容限 尺寸效应
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热处理对碳/碳复合材料上碱液处理氧化钛镀层诱导沉积磷灰石和结合强度的影响 被引量：3
19
作者 付涛 憨勇 徐可为 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期946-949,共4页
碳/碳复合材料具有良好的力学性能和生物相容性,但没有生物活性。采用离子束增强沉积技术在碳/碳复合材料上制备了氧化钛膜层,并进行了碱液处理、真空热处理、模拟体液浸泡和划痕试验。研究发现氧化钛膜层经过碱液处理形成的多孔网状钛... 碳/碳复合材料具有良好的力学性能和生物相容性,但没有生物活性。采用离子束增强沉积技术在碳/碳复合材料上制备了氧化钛膜层,并进行了碱液处理、真空热处理、模拟体液浸泡和划痕试验。研究发现氧化钛膜层经过碱液处理形成的多孔网状钛酸钠凝胶层,可在模拟体液中诱导沉积出生物活性磷灰石层。钛酸钠凝胶层经过热处理变得致密,诱导沉积磷灰石层的速度有所下降。划痕试验表明碱液处理氧化钛镀层的结合强度在热处理后略有提高,但膜层的结合性能受到碳/碳复合材料较软的限制。 展开更多
关键词 碳/碳复合材料 磷灰石 生物涂层 划痕法
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氧化反应对TiC_p/Al_2O_3陶瓷基复合材料表面裂纹及强度的影响 被引量：2
20
作者 吕珺 郑治祥 +1 位作者 丁厚福 金志浩 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2001年第3期47-48,52,共3页
研究了不同温度下的高温氧化对 Ti Cp/ Al2 O3陶瓷复合材料表面裂纹及其强度的影响。结果表明 :在氧化温度为 10 0 0～ 140 0℃时 ,材料表面压痕裂纹出现不同程度自愈合现象 ,材料的抗弯强度明显提高。裂纹愈合机理主要为材料表面的氧... 研究了不同温度下的高温氧化对 Ti Cp/ Al2 O3陶瓷复合材料表面裂纹及其强度的影响。结果表明 :在氧化温度为 10 0 0～ 140 0℃时 ,材料表面压痕裂纹出现不同程度自愈合现象 ,材料的抗弯强度明显提高。裂纹愈合机理主要为材料表面的氧化反应。热处理引起的应力松弛也有利于材料强度的提高 。 展开更多
关键词 TiCp/Al2O3复合材料 高温氧化 理解纹愈合 抗弯强度
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