单向复合材料C/SiC纳米刻划实验研究

为了进一步研究纤维增韧陶瓷基复合材料的磨削机理,设计制备了单向C/SiC模型复合材料,然后将复合材料在3个典型方向进行刻划。通过刻划实验研究分析了单颗金刚石磨粒作用下复合材料的界面失效机制及微观材料去除机理。结果表明:在单颗金刚石磨粒刻划作用下,脆性断裂是C/SiC复合材料的主要去除方式,复合材料的破坏形式主要是基体开裂、界面失效、纤维断裂的综合模式。其材料去除难易程度符合规律:法向<纵向<横向。此外,研究结果为C/SiC刻划材料去除机理研究提供了实验提导,并为陶瓷基复合材料磨削机理的揭示提供了实验基础。

利用刻划硬度实验评定材料的机械性能

与传统的硬度实验方法不同的是，在进行刻划硬度实验时，被测物体在与载荷垂直方向上发生位移。该方法在测量存在各向异性材料的硬度时，与普通硬度实验法相比具有直观准确的优点。特别是在薄喷涂层、刷镀层及合金层硬度测量及其它机械性能的评定方面，具有其它方法无法比拟的优越性。

微纳米尺度单晶硅各向异性表面的切削特性

利用纳米压痕仪和原子力显微镜,分别对单晶硅Si(100)、Si(110)、Si(111)三种晶面取向的表面进行微纳米尺度下的切削性能进行了实验研究。实验结果表明:在定载荷下,刻划速度的大小对单晶硅Si(100)、Si(110)晶面取向的切削力、摩擦系数的大小影响较小,但对单晶硅Si(111)晶体取向影响较大;在较低载荷下,单晶硅各晶面取向表面划痕细小,深度较浅且不明显,切削力大小无明显变化规律。随着载荷的逐渐增大,划痕宽度及深度也逐渐增大,切削力也相应增大,但并非呈线性增长。当载荷增大到一定值后,单晶硅各表面发生严重的塑性变形,变形积累一定程度后,沟槽两侧及探针前端形成明显的切屑堆积。

铍材料塑性域加工可行性研究

通过对铍材料的刻划实验,在切入深度3μm以内观察到了铍材料的塑性流动与挤压。在此过程中,法向刻划力F z的变化符合脆塑转变规律;通过对微细铣削切削力的检测、加工表面的形貌特征表征,证实了铍材料塑性域加工的可行性,为进一步的工程应用奠定了理论基础。