含有等轴枝晶的塑性大块金属玻璃复合材料

利用低压铸造/水冷铜模急冷成形装置,制备Zr56.2Ti13.8Nb5.0Cu6.9Ni5.6Be12.5大块金属玻璃(BMG)基体内生复合材料。铸态试样外观尺寸为50mm×50 mm×3 mm,具有bccβ-Zr固溶体/玻璃基体两相微观组织。其中,β相为细小等轴状树枝晶,体积分数约20%,平均成分为Zr64.66Ti15.40Nb15.13Cu2.90Ni1.90。DSC曲线显示,基体的玻璃转变温度(Tg)、晶化反应开始温度(Tx)和过冷液相区宽度(ΔTx)分别为619,664和45K。室温压缩时,复合材料断裂前的纯塑性应变达到7%,并具有1800 MPa的极限断裂强度。

制备条件对Zr基大块金属玻璃复合材料组织与性能的影响

分别采用低压铸造/水冷铜模急冷成形和熔体水淬的方法制备了Zr56.2Ti13.8Nb5.0Cu6.9Ni5.6Be12.5内生β相/BMG基体复合材料,表征了材料的微观组织特性,测试了材料的室温压缩性能。结果表明,复合材料的微观组织特性,包括β相的体积分数、形貌和尺寸等,对其制备条件是非常敏感的。不同的制备方法、不同的试样形状与尺寸提供了不同的熔体冷却速率。相对低的熔体冷速导致了更多、更粗大的β相的形成;复合材料的室温压缩性能取决于其微观组织特性,多而粗大的β相使材料的宏观塑性应变明显增加。

形状记忆合金增韧大块金属玻璃复合材料界面失效分析

基于线性内聚力模型,建立三维代表性体积单元,对形状记忆合金颗粒与金属玻璃基体界面分离(即界面脱粘)过程进行了有限元模拟,并讨论了弱界面对复合材料力学性能的影响。结果表明:界面性能的好坏显著影响基体与颗粒之间的应力传递;随着界面弹性模量的降低,界面的失效应变越大,复合材料整体的失效应变也越大。

玻璃纤维/环氧树脂/不锈钢网复合材料性能研究

为研究金属网厚度、金属网粒度、上层预浸料厚度和铺层角度对复合材料力学性能的影响。制备了1.8 mm厚度的9组玻璃纤维/环氧树脂/不锈钢网复合材料,对其进行正交试验仿真分析,并与试验结果对比。结果表明:仿真与试验的最大偏差为4.36%,证明仿真结果可靠。当金属网厚度为0.4 mm,粒度为590μm,上层预浸料厚度为0.9 mm,铺层角度为0°时力学性能最优。

铸态内生塑性晶体相/大块金属玻璃基体复合材料

在分析单相BMG典型力学行为的基础上,综述内生塑性晶体相/BMG复合材料的微观组织的形成机制、塑性晶体相对复合材料室温塑性影响以及制备状态对晶体相微观组织及复合材料室温塑性的影响等方面的研究成果。

大块金属玻璃基复合材料制备技术研究进展

介绍了国内外几种制备大块金属玻璃基复合材料的方法和形成的组织 ,阐明了组织中增强相对力学性能的影响 。

大块金属玻璃及其复合材料的粉末冶金成形研究进展

简要介绍了大块金属玻璃及其复合材料的研究现状及其应用领域。针对大块金属玻璃塑性低的不足,回顾了提高其塑性的原理和方法;通过对比铸造法,提出了粉末冶金法制备大块金属玻璃及其复合材料的成形原理和方法,进而详细介绍了电火花烧结、挤压、热压、扭转等方法制备大块金属玻璃及其复合材料的研究进展。最后,指出制备具有延性析出相的大块金属玻璃基复合材料将可能是未来粉末冶金法的研究趋势之一。

钨丝增强ZrTiCuNiBeNb金属玻璃基复合材料界面

采用渗流铸造工艺制备了钨丝增强ZrTiCuNiBeNb金属玻璃基复合材料,利用X射线衍射、扫描电镜、电子探针以及NanoIndenterⅡ纳米显微力学探针考察了复合材料的界面结构以及界面微区力学性能。结果表明:钨丝增强ZrTiCuNiBeNb金属玻璃基复合材料界面仅由单纯的界面溶解和扩散形成,并未发生界面反应,该界面应属于金属基复合材料的Ⅱ类界面;并且溶解和扩散的存在使界面微区的硬度和弹性模量高于基体,界面结合较强,没有沿界面的裂纹扩展。

钨丝/Zr基金属玻璃复合材料的界面反应与扩散

采用渗流铸造工艺制备了钨丝增强不同Nb含量的Zr基金属玻璃复合材料,利用X-Ray衍射、扫描电镜以及电子探针考察了复合材料界面反应和界面扩散情况,研究了基体合金中的Nb含量对复合材料界面反应和界面扩散的影响。结果表明:对Zr55Al10Ni5Cu30基复合材料,渗流时,钨丝与液相中的Zr发生界面包晶反应,生成W5Zr3界面相,并使界面位置向液相方向移动。在Zr55Al10Ni5Cu30合金的基础上添加Nb,发现Nb优先在钨丝界面偏聚,降低了Zr在钨丝界面的偏聚和活度,抑制钨丝与液相中的Zr包晶反应的发生,没有生成W5Zr3界面相,界面处只存在简单的扩散层。同时发现Zr元素在钨丝中的扩散系数降低,此时界面位置向钨丝方向移动。

钨纤维增强金属玻璃复合材料弹穿甲钢靶的实验研究

为具体研究钨纤维增强金属玻璃复合材料的力学特性及其穿甲自锐特征,开展了相应的准静态和动态力学实验,并用火炮开展了复合材料弹体撞击钢靶的穿甲实验,同时利用金相分析对材料失效模式进行了较系统的识别和分类,并同静动态实验数据进行比较分析,最后开展了材料自锐剪切失效的机理讨论。实验获得了复合材料的静动态力学特性及其自锐穿甲的形貌,相关分析显示,材料的变形具有明显的应变率效应,在复合材料弹体侵彻/穿甲过程中,弹体的破坏方式主要表现为局域化的剪切变形和断裂,并呈现出4种自锐剪切失效模式,增强钨纤维也表现出3类失效破坏模式。

块体金属玻璃及其复合材料的压缩剪切特性和侵彻/穿甲“自锐”行为

块体金属玻璃及其复合材料以其优异的力学、物理和化学性能,正成为国内外科技和工程领域的研究热点.特别是金属玻璃复合材料具有高剪切敏感性和剪切"自锐"特性,使其有可能成为新型穿甲弹芯材料,因而具有重要的军事意义.本文综述了针对块体金属玻璃及其复合材料的压缩剪切变形和断裂特性及高速冲击、侵彻/穿甲过程中剪切"自锐"行为等方面的研究进展,包括相关实验研究、理论分析及有限元模拟等,最后给出未来相关工作的一些建议.

金属玻璃基复合材料的制备及断裂韧性测试

采用铜模吸铸法制备了(Zr0.55Al0.1Ni0.05Cu0.30)100-xTix(x=0、2、4、6、8)板状哑铃型金属玻璃基复合材料试样。用X射线衍射(XRD)、岛津AG-10TA万能材料力学试验机和JSM-6700F场发射扫描电子显微镜(SEM)对试样的组织结构以及断裂韧性进行了测试。结果表明,当x=0、2、4时,试样为非晶-晶体复合材料,当x=6、8时,试样为晶体材料。表明通过调整Ti的含量可以制备出金属玻璃基复合材料。采用三点弯曲法测定了复合材料的断裂韧性,当x=0、2、4时,试样的断裂韧性KIC值分别为10.529、5.142和3.446MPa.m1/2。

稀土对玻璃纤维填充金属-塑料多层复合材料抗冲击磨损性能的影响

研究了稀土元素处理玻璃纤维填充金属 塑料多层复合材料在冲击载荷、干摩擦条件下的摩擦和磨损性能 ,并利用扫描电子显微镜(SEM )对磨损表面进行了观察和分析。结果表明 ,用稀土表面改性剂处理玻璃纤维表面 ,可以提高玻璃纤维与聚四氟乙烯之间的界面结合力 ,改善复合材料的界面性能 ,并有利于在偶件表面形成分布均匀、结合强度高的转移膜 ,使复合材料与偶件表面之间的对摩减轻 ,大幅度地降低了复合材料的磨损 ,从而使复合材料具有优良的摩擦性能和抗冲击磨损性能。

陶瓷颗粒增强Mg_(65)Cu_(20)Zn_5Y_(10)块体金属玻璃复合材料

在块体玻璃形成合金Mg65Cu20Zn5Y10中添加10％(体积分数)的SiC或15％的TiB2陶瓷颗粒,经铜模浇铸形成块体金属玻璃复合材料.这些第二相颗粒的引入对基体合金的玻璃形成能力未产生明显的不良影响.陶瓷第二相颗粒弥散分布于金属玻璃基体上.复合材料的轴向压缩断裂强度达到1 GPa,为Mg65Cu20Zn5Y10块体金属玻璃的1.2倍. Mg65Cu20Zn5Y10块体金属玻璃的断裂发生于弹性形变阶段,断裂前几乎观察不到塑性形变.与之相对照,含有TiB2颗粒的复合材料断裂前可表现出约0.9％的塑性应变.

W纤维/ZrTiCuNiBeNb基金属玻璃复合材料的断裂机制

研究了W纤维/ZrTiCuNiBeNb金属玻璃基复合材料的断裂机制。结果表明:宏观上,随着复合材料中纤维体积分数的增加,复合材料的压缩断裂方式从基体控制的"自锐性"断裂向"增强体撕裂"方式转变;微观上,复合材料的断裂方式实际上只受到增强体W纤维的控制。在压缩过程中,W纤维除了受到外加应力外,还受到由于扭转弯曲、基体剪切带塞积引起的应力集中等,纤维处于一个复杂的综合应力场,当纤维内部的纤维间介变形足以抵抗这个综合应力场时,纤维处于稳定状态,复合材料中基体的变形切过纤维,复合材料表现出自锐性特征;当纤维内部的纤维间介变形不足以抵抗综合应力场时,纤维失稳,沿间介劈裂,复合材料表现出沿纤维纵向撕裂的特征。

金属-玻璃复合材料的研究

金属-玻璃复合材料可用粉末冶金方法制取。本文阐述了金属-玻璃复合材料的性能及显微组织,并说明了这种复合材料的应用情况。

稀土元素表面处理对玻璃纤维填充金属-塑料多层复合材料冲击磨损性能的影响

The friction and wear properties of the metal plastic multilayer composites filled with glass fiber, treated with rare earth elements surface modifier, under impact load and dry friction conditions were investigated. Experimental results show that the metal plastic multilayer composite filled with glass fiber exhibits excellent friction and impact wear properties when using rare earth elements surface modifier in the surface treatment of glass fiber.

内生枝晶增塑锆基块体金属玻璃复合材料

利用熔体水淬法制备了内生bccβ-Zr固溶体增塑的Zr56．2Ti13．8Nb5．0Cu6．9Ni5．6Be12.5块体金属玻璃基体复合材料．β相呈发达的树枝状,体积分数约为30％．室温单轴压缩时,复合材料失效前的纯塑性应变达到10．2％,并具有2．0％的弹性应变极限和1788 MPa的极限断裂强度．显微观察表明,压缩变形后的试样表面均匀分布着大量波浪形剪切带．

玻璃纤维增强双马来酰亚胺树脂基复合材料表面金属化的研究

采用化学方法对玻璃纤维增强双马来酰亚胺树脂基复合材料的表面进行镀前处理 ,以提高金属化镀层的质量。金属化工艺过程包括 :材料的镀前处理 ,化学沉积铜 ,电镀铜和电镀光亮镍。实验结果表明 ,复合材料表面的粗化工艺对于镀层的质量具有重要的作用 ,经过适当的化学处理 ,使材料表面具有均匀适当的粗糙度 ,同时改善表面的亲水性 ,提高表面对活性钯催化剂的均匀吸附能力 。