高体积分数sicpal浸渗复合材料力学性能的研究

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1、原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：监日期：啤年五月盈日关于学位论文使用授权说明本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文；学校可根据国家或湖南省有关部门

2、规定送交学位论文。期：史卑年』月生日嘉￥单牟-寸/与生直太堂亟主堂位j盆塞擅墓摘要综合分析基于剪切滞后模型的SiCp／A1复合材料综合强化模型和基于细观损伤理论与位错理论相结合的断裂韧性模型，引入W．eibuU断裂几率模型，通过考虑SiC颗粒加入对材料断裂性能的影响规律，建立了不同作用机制的SiCp／A1复合材料抗拉强度模型，根据模型预测分析，复合材料中断裂机理存在两个不同的阶段，在软性铝基体含量在临界值以上时，抗拉强度与结构参数间的关系服从于颗粒强化机制，断裂是非连续的；当软性铝基体含量在临界值以下时，抗拉强度与结构参数之间的关系服从于格雷菲斯的微裂纹断裂理

3、论，断裂是连续的；在这两个断裂机制之间过渡达到最大强度。通过模型计算分析及实验研究了增强颗粒体积分数和增强颗粒粒度对高体积分数的SiCp／A1复合材料强韧性的影响，结果表明高体积分数的SiCp／A1复合材料的抗拉强度及断裂韧性都是随体积分数的增加出现先升后降的变化规律，其抗拉强度随粒度变化亦出现一峰值。通过压块制粒法制备了SiCp．A淞l复合材料，并研究了材料中颗粒的分布及其对材料强韧性的影响，说明在高体积分数的SiCp／A1复合材料颗粒分布对材料强韧性的影响存在正反两方面影响，综合考虑和设计，可有助于该材料的综合力学性能的改善。对预渗坯进行预氧化处理制备不同

4、界面的高体积分数SiCp／A1复合材料，并研究了各种界面对材料强韧性的影响，说明反应界面结合，界面结合强度增大，提高了材料的强度，但在一定程度降低了材料的断裂韧性；过量的反应恶化界面，不利于材料的强韧化。通过模型计算分析及实验研究了基体性质对高体积分数的SiCp／A1复合材料强韧性的影响，结果表明SiCp／A1复合材料的强度及韧性都随基体铝合金成分及强度的不同而变化。强度基本上是随基体强度的增大而增大，而复合材料对基体铝合金的增强效果则是随着基体铝合金强度的增大而减小；T6热处理中不同固溶温度对55％．SiCp／A1复合材料的力学性能影响较大，当固溶温度为52

5、8℃时，材料的强度和韧性都处于最高，说明可通过优化固溶处理参数，提高材料的强度及韧性；复合材料中颗粒的加入加速了时效析出过程，基峰时效时间与基体合金峰时效时间相比，明显缩短。关键词：高体积分数SiCp／A1复合材料，模型，抗拉强度，断裂韧性probabilitiesofSiCcleavagefractureandinterfacialdecohesion．Thepredictiononmodelshowsthlattherearetwostagesinthecomposites’fractureprocess，whenthecontentoftheA1matr

6、ixarelargethanthecriticalcontent，therelationshipsoftheultimatetensilestrengthandthestructureparametersareobediencetoparticlestrengtheningmechanism，thefractureprocessiSintermittent；otherwisetherelationshipsareobediencetothe(狐fRh’Smicrocracksfracturetheory,thefractureprocessiscontinuo

7、us．Thehi曲eststrengthisatthepointofthetwomechanismtransition．Theeffectofparticlevolumefractionandparticlesizeonthestrengthandfracturetoughnessofhi曲volumefractionSiCp／A1compositesarestudiedbymodelingcalculationandexperimentresearch．Theresultsshowsthattheultimatetensilestrengthandfract

8、uretoughnessareincr