铝基复合材料的高温蠕变性能研究进展

近年来,随着铝基复合材料(aluminum matrix composites, AMCs)常规力学性能研究不断深入与发展,室温力学性能已经取得突破性进展,并在航空航天装备等领域得到应用。然而,在高温环境下,AMCs长时间服役后以蠕变损伤的形式发生宏观失效,且微观组织对蠕变损伤的影响尚不明晰。因此,结合AMCs增强相具有设计多样性的优势,调控增强相种类、含量、尺寸、界面结合强度、构型设计等参数是优化其抗高温蠕变性能的关键策略。为了深入理解AMCs的蠕变机制并分析提高抗高温蠕变性能的未来发展趋势,本文重点综述了AMCs的蠕变变形行为和高温蠕变性能,讨论了具有潜力的材料制备策略,可为抗高温蠕变AMCs的设计与研发提供指导。

Al-Si合金表面析出行为及调控机制

表面处理在合金制备过程中应用广泛,其中通过调控表面析出行为来改变表面性质是一种简单易操作的合金表面处理方式。然而目前合金表面析出形核及长大的影响因素不明,制约了析出行为调控的有效实现。本文基于Al-Si合金体系,分别通过改变表面粗糙度及表面应力状态的处理方式,以及分步退火工艺及直接退火工艺的热处理方法,系统性地研究了不同表面状态及不同热处理工艺对表面析出热动力学的影响规律及机制。实验结果表明,直接退火工艺下,表面析出相沿平行于表面方向及垂直表面方向的析出行为与表面粗糙度及应力状态的分布并无明显关联。而在分步退火工艺下,表面析出相表现出显著的沿划痕内部、压痕边部等大曲率表面特异性生长的趋势。对析出行为定量统计以及热动力学机制的分析指出,表面析出相的形核热力学并未受到表面曲率改变的显著影响,而其长大速率在大曲率表面处有较为明显的提高。此现象的发现与机制的阐释可为表面析出行为的定量调控提供指导。