w纤维增强zr基非晶合金复合材料界面行为与特性研究

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1、摘要摘要与传统晶态合金材料相比，块体非晶合金具有优异的力学性能，如室温高强度和硬度、大于2％的弹性极限、良好的断裂韧性以及在侵彻金属时具有自锐性。因此，块体非晶合金已越来越受到人们的重视。但是，室温塑性低限制了块体非晶合金在工程上的实际应用。为了调整和改善块体非晶材料的综合性能，本文通过向zr基非晶合金中引入W纤维作为第二相，控制其剪切带的产生和扩展，来提高zr基非晶合金的塑性和强度，并系统的研究了制各工艺参数对w纤维增强Zr基非晶合金复合材料界面的影响规律。同时，探讨了基体合金化对界面反应的改善作用，分析了界面反应程度与界面强度和力学性能之

2、间的关系。主要包括以下几个方面：1．自行设计并研制了真空渗流铸造设备，该设备包括真空系统、加热系统和控制系统。并利用该设备成功采用渗流铸造水淬法制备出了w纤维增强zr基非晶合金复合材料，尺寸为06x50mm。2．研究了不同渗流时间和渗流温度对非晶复合材料界面反应的影响规律。结果表明：渗流时间越长，界面反应程度越严重，渗流温度越高，界面反应越剧烈。3．研究了Nb元素的加入对w纤维增强zr基非晶合金复合材料界面反应形貌的影响。结果表明：Nb元素的添加有效抑制了界面反应的发生，改善了界面结合状态。4．采用Push—out方法测量了界面剪切强度。结果

3、表明：渗流温度越高，界面反应越严重．界面剪切强度越高。5．研究了w纤维增强zr基非晶合金复合材料的压缩力学性能。结果表明：非晶复合材料的塑性和强度都有很大提高，最大应变可达30％，抗压强度为2960MPa，复合材料断裂方式取决于晃面结合状态，没有界面反应和界面反应过于严重都导致非晶合金复合材料为剪切断裂方式，界面强度适中时为纵向劈裂破坏方式。关键词：渗流铸造，zr基非晶合金，界面反应，复合材料西北工业大学工学硕士学位论文ABSTRACTBulkamorphousalloyshaveexcellentmechanicalpropertiesco

4、mparedwithtraditionalcrystalalloymaterials，suchashighyieldstrengthandrigidityatroomtemperature，roughlya2％elasticstrainlimit，verygoodfracturetoughnessalongwithself-sharpeningbehaviorwhenstrikeatmetal，Therefore，bulkamorphousalloysareofscientificinterestinmaterialsciencefield．

5、Butpoorplasticityofbulkamorphousalloyslimitstheirpracticalapplicationasastructuralmaterial，tnordertoadjustandimprovebulkamorphousalloysintegrativeproperties，controltheformationandpromulgationofshearbandbyaddingWfiberintoZr-basedamorphousalloytoimproveplasticityandstrength，a

6、ndthepreparationtechnicalparameterinfluenceabouttheinterfaceofWfiberreinforcedZr-basedamorphousmatrixcompositeswerestudiedinthepaper．Atthesametime、theinfluenceofNbcontentontheinterfacereactionwasalsoinvestigated，andthereIationbetweeninterfacereactionandinterfacialstrengthwi

7、thmechanicalpropertieswasanalyzed．Conclusionswereasfollowed：1．Avacuummeltinfiltrationcastingequipmentwasdesignedandmadebymyself．Thesystemoftheequipmentmainlyincludesheatingunit，vacuumunit，andcontrolunit，etcWfiberreinforcedZr-basedamorphousmatrixcompositeswerefabricatedbymel

8、tinfiltratingcastingmethod，andthesizeofspecimenis06x50mm．2．Theinfluenceofinfiltrat