微叠层复合材料的制备现状及连接难点讨论

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1、学术论文RESEARCH微叠层复合材料的制备现状及连接难点讨论PreparationProcessandWeldingDifficultyofMicrolaminateComposites山东大学材料科学与工程学院魏守征李亚江[摘要]本文阐述了微叠层复合材料的增韧机理、化合物、聚合物或陶瓷等。叠层复合材料和微叠层复合制备工艺和连接难点。微叠层复合材料通过韧性层的材料如图1所示。塑性变形拦截裂纹扩展路径，屏蔽裂纹之间的桥接，改善材料的断裂韧性。目前，制备微叠层复合材料的方法主要有热压扩散成形、自蔓延高温合成、磁控溅射沉积及电子书物理气相沉积等。熔焊时，微叠层复合材料的连接难点在于

2、焊缝组织的不均匀性，可能会造成部分熔合及其他缺陷；钎焊时微叠层复合材料的连接难点在于钎料的选择。微叠层复合材料具有高的强度和耐高温性能，而且质量较单体合金轻，在航空制造中将会起到举足轻重的作用。关键词:微叠层复合材料增韧机理熔焊钎焊[ABSTRACT]Tougheningmechanism,preparationtechnologyofmicrolaminatecompositesarereviewed.Thedifficultyinjoiningmicrolaminatecompositesisdiscussed（a）冲击试验后的的叠层复合材料briefly.Microlam

3、inatestructureismosteffectiveinpromotingcrackpathinterceptionandrealizingthebenefitofshieldingfromcrackbridgingandplasticdeformationwithintheductilephase.Thepreparationmethodofmicrolaminatecommonlyemployedarehotpressingdiffusionforming,selfpropagatinghightemperaturesynthesis,magnetronsputter

4、ingandebookphysicalvapordepositionandsoon.Theinhomogeneousoftheweldcouldleadtolackofpenetrationorothermetallurgi-[2]（b）层厚不同的微叠层复合材料steel/Fe-3Sicaldefectsinfusionwelding.Theselectofthefillermetalisthemainproblemduringbrazingprocess.Highstrength,high图1叠层复合材料Fig.1Laminatecompositestemperaturepe

5、rformanceandlowdensitymakemicrolami-natethepotentialmaterialinaviationindustry.微叠层复合材料与其他材料的最大不同之处在于Keywords:MicrolaminatecompositesTough-多界面。层间距小及多界面效应使得微叠层复合材料eningmechanismFusionweldingBrazing在性能上明显优于相应的单体材料，尤其是应用于航空航天领域的金属/金属间化合物微叠层复合材料具有微叠层复合材料是通过对自然界贝壳结构的仿生更为优异的高温韧性、抗蠕变能力、低温断裂强度、断裂学设计制

6、备的超细层状结构材料，是将两种或两种以上韧度、热循环过程中的抗氧化性、较高温度时的微结构[3]的具有不同物理、化学性能的材料按一定的层间距及层热力学稳定性等。这些特点使微叠层复合材料成为厚比交互重叠形成的多层材料，一般是由基体和增强相各国研究的热点，将来可能应用于飞行器蒙皮的制造。制备而成，其结构不同于梯度材料，各层之间具有明显目前，一些飞机机身蒙皮采用的是铝基叠层复合材料，[1]的界面。微叠层复合材料的组分可以是金属、金属间如图2所示。2013年第19期·航空制造技术93学术论文RESEARCH也发现随着层厚的减小，叠层复合材料的韧性和塑性变铝夹层形能力都有不同程度的降低。[

7、6]贾普荣等对钢/铝双金属复合板材软化界面的止裂与分层机理进行了研究，认为由于存在软界面层，玻璃纤维层玻璃纤维胶接层裂纹尖端接近界面时的扩展速率下降。软界面层易发机身外表面铝合金层生塑性变形改变了裂纹前沿的应力状态，使裂纹扩展应力迅速降低，而分层应力相应提高，对疲劳裂纹的扩展起着抑制作用。软界面层塑性变形是这种叠层复合材料增韧的主要途径。[7]王海龙等对ZrB2基叠层复合材料的增韧机理进胶粘剂行了研究。认为叠层复合材料中，提高材料韧性的原因（a）大飞机机身复合材料结构除ZrB内部SiC颗粒和