颗粒增强金属基复合材料热错配应力分析

基于弹塑性力学理论，分析了颗粒增强金属基复合材料在降温及升温循环过程中的热错配应力结果表明，降温期间复合材料基体发生了热错配塑性应变，升温期间则经历卸载过程；在升温期间存在一特定温度，此温度复合材料基体平均错配应力为零．在零应力温度下，热错配应力分布不均匀程度有所减小．零应力温度受复合材料冷却温度的影响，利用低温处理方法可以调整复合材料的零应力温度。

热循环中太阳电池胶接结构中热错配应力的温度分布和调整

分析了太阳电池中石英玻璃盖片 /硅橡胶粘结剂 /硅晶片胶接试样在热循环 (143～ 40 3K)下热错配应力的温度分布 ,发现其只与初始应力状态有关 ,与循环次数无关 ;建立了热错配应力调整的概念 ;分别经 113K和 77K低温处理后 ,胶接试样的热错配应力 -温度曲线下移 ,下移幅度与冷处理最低温度有关 ,与冷处理次数无关 ;与未处理相比 ,冷处理胶接试样经热循环后 ,粘结强度提高。

热致收缩ZrW_2O_8化合物及其复合材料

ZrW_2O_8化合物因在0.3～1050K 范围都表现出大幅度的各向同性负膨胀特征而备受关注。介绍了ZrW_2O_8化合物的基本性质、负膨胀原理,以及微波和共沉淀两种合成方法,重点总结了该化合物在发展低膨胀复合材料中所取得的成果和存在的问题。通过粉末冶金方法制备的 Cu-ZrW_2O_8和 Al-ZrW_2O_8复合材料具有低膨胀或者近零膨胀性质。但是由于 ZrW_2O_8化合物与 Cu 之间的热膨胀性能差别大,在热循环过程中会产生热错配应力,诱发γ-ZrW_2O_8形成,从而影响到复合材料的热膨胀性能。金属基 ZrW_2O_8复合材料的发展与应用期待工艺条件和理论模型的深入研究。

热循环作用下5A06铝合金焊接接头断裂机理的研究

通过模拟空间热循环试验,研究了热循环因素对5A06铝合金焊接接头断裂机理的影响。结果表明,热循环及外加载荷环境会造成5A06铝合金焊接接头断裂机理的改变,会在焊接接头的热影响区处形成更多的损伤。这是由于焊接热影响区中聚集、析出的第二相粒子的热膨胀系数与铝合金母材相差很大,热循环及外加载荷造成了基体与第二相之间的脱离,导致接头性能劣化和断裂机理的改变。

热循环对硅太阳电池伏安特性的影响

试验研究了太阳电池结构的热循环效应。结果表明:经100次热循环作用后太阳电池伏安特性曲线下移,输出功率降低6‰～7‰;各层胶接材料的热物理性能相差较大,热循环过程中热错配应力累积,使太阳电池胶接结构可能出现裂纹或层间剥离现象。

Al-17Si-xLa合金室温阻尼-应变振幅行为研究

研究了过共晶Al 17Si xLa合金在室温下不同频率的阻尼 应变振幅行为。Al 17Si xLa合金通过常规的铸造和喷射成形工艺制备,并采用动态热机械分析仪(DMTA)对其阻尼行为进行研究。结果表明大多数铸态以及喷射成形态Al 17Si xLa合金显示了类似的室温应变振幅 阻尼行为:即随振幅的增加,阻尼先不增大,然后明显升高出现阻尼峰,最后回落,可以用G L位错阻尼理论加以解释;铸态下添加La对Al 17Si合金的阻尼行为影响不大,过量La(6%(质量分数))添加明显降低阻尼性能。La的添加明显提高喷射成形态Al Si合金阻尼性能。喷射成形态Al Si合金的阻尼明显比相应铸态Al Si合金的阻尼高。

应变振幅对过共晶Al-Si-xLa合金室温阻尼行为的影响

研究了过共晶Al Si xLa合金在室温下不同频率的阻尼—应变振幅行为。Al Si合金通过常规的铸造和喷射成形工艺制备,并采用动态热机械分析仪(DMTA)对其阻尼行为进行研究。结果表明:大多数铸态以及喷射成形态过共晶Al Si xLa合金显示了类似的室温应变振幅—阻尼行为,即随振幅的增加,阻尼先不增大,然后明显升高出现阻尼峰,最后回落,此行为可以用G L位错阻尼理论加以解释;铸态下添加La对Al 17Si合金的阻尼行为影响不大,过量La(6%)添加明显降低阻尼性能,而La的添加明显提高喷射成形态Al Si合金阻尼性能;Si含量高的铸态Al 25Si合金的阻尼比铸态Al 17Si合金的阻尼峰低,所需振幅大,而喷射成形态Al Si合金的阻尼明显比相应铸态Al Si合金的阻尼高。

纳米颗粒分布对镁基复合材料强化机制的影响

Orowan强化、热错配强化和Hall-Petch强化是纳米颗粒增强镁基复合材料的主要强化机制,纳米颗粒在基体中的分布状态对起主导作用的强化机制具有重要影响。本文中对现有强化机制模型进行了适当修正,以纳米SiC颗粒增强AZ91D复合材料为例,通过理论计算分析了纳米颗粒完全分布于晶内、完全分布于晶界、在晶内晶界上均有分布的三种状态对镁基复合材料屈服强度的影响,并与实验结果进行对比。结果表明:颗粒完全分布于晶内时,增强效果最好,主要增强机制为Orowan强化;颗粒完全分布于晶界上时,增强效果最差,主要增强机制为Hall-Petch强化。颗粒在晶内晶界上均有分布时,多种强化机制共同发挥作用,增强效果随着晶内与晶界上颗粒比例的减小而逐渐减弱。