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Microstructures and mechanical properties of titanium-reinforced magnesium matrix composites: Review and perspective 被引量:8
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作者 Hong Yang Xianhua Chen +7 位作者 Guangsheng Huang Jiangfeng Song Jia She Jun Tan Kaihong Zheng Yiming Jin Bin Jiang Fusheng Pan 《Journal of Magnesium and Alloys》 SCIE EI CAS CSCD 2022年第9期2311-2333,共23页
Currently, many gratifying signs of progress have been made in magnesium(Mg) matrix composites(MMCs) by virtue of their high mechanical properties both at room and elevated temperatures. Although the commonly used rei... Currently, many gratifying signs of progress have been made in magnesium(Mg) matrix composites(MMCs) by virtue of their high mechanical properties both at room and elevated temperatures. Although the commonly used reinforcements in MMCs are ceramic particles,they often provide improved yield and ultimate stresses by a significant loss in ductility. Therefore, hard metallic phases were introduced as alternative candidates for the manufacturing of MMCs, especially titanium(Ti). It has a high melting point, high Young’s modulus, high plasticity, low level of mutual solubility with Mg matrix, and closer thermal expansion coefficient to that of Mg metal than that of ceramic particles. It is highly preferable to provide both high ultimate stress and ductility in Mg matrix. However, many critical challenges for the fabrication of Ti-reinforced MMCs remain, such as Ti’s homogeneity, low recovery rate, and the optimization of interfacial bonding strength between Mg and Ti, etc. Meanwhile, different fabrication methods have various effects on the microstructures, mechanical properties, and the interfacial strength of Ti-reinforced MMCs. Hence, this review placed emphasis on the microstructural characteristics and mechanical properties of Ti-reinforced MMCs fabricated by different techniques. The influencing factors that govern the strengthening mechanisms were systematically compared and discussed. Future research trends, key issues, and prospects were also proposed to develop Ti-reinforced MMCs. 展开更多
关键词 Magnesium matrix composites Ti MICROSTRUCTURES mechanical properties fabrication techniques
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Processing and characterization of C_f/SiC composites
2
作者 Xinbo He Bin Ye +2 位作者 Xuanhui Qu Changrui Zhang Xingui Zhou 《Journal of University of Science and Technology Beijing》 CSCD 2005年第5期460-463,共4页
Carbon fiber-reinforced SiC composites were prepared by precursor pyrolysis-hot pressing (PP-HP) and precursor impregnation-pyrolysis (PIP), respectively. The effect of fabrication methods on the microstructure an... Carbon fiber-reinforced SiC composites were prepared by precursor pyrolysis-hot pressing (PP-HP) and precursor impregnation-pyrolysis (PIP), respectively. The effect of fabrication methods on the microstructure and mechanical properties of the composites was investigated. It was found that the composite prepared by PP-HP exhibits a brittle fracture behavior, which is mainly ascribed to a strongly bonded fiber/matrix interface and the degradation of the fibers caused by a higher processing temperature. On the contrary, the composite prepared by PIP shows a tough fracture behavior, which could be rationalized on the basis of a weakly bonded fiber/matrix interface as well as a higher strength retention of the fibers. As a result, in comparison with the composite prepared by PP-HP, the composite prepared by PIP achieves better mechanical properties with a flexural strength of 573.4 MPa and a fracture toughness of 17.2 MPa.m^1/2. 展开更多
关键词 Cf/sic composites fabrication methods mechanical properties
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SiC_(f)/SiC陶瓷基复合材料增韧机理及界面相微区性能测试方法研究进展
3
作者 马浩林 吴晓晨 +3 位作者 甄霞丽 李露 郑瑞晓 马朝利 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期174-186,共13页
作为一种典型的陶瓷基复合材料(ceramic matrix composites,CMC),SiC_(f)/SiC复合材料具有高比强度、耐高温、抗氧化和抗热震等优点,在航空航天领域应用前景广阔。纤维和基体中间的界面相具有保护纤维、传递载荷、偏转裂纹等作用,赋予Si... 作为一种典型的陶瓷基复合材料(ceramic matrix composites,CMC),SiC_(f)/SiC复合材料具有高比强度、耐高温、抗氧化和抗热震等优点,在航空航天领域应用前景广阔。纤维和基体中间的界面相具有保护纤维、传递载荷、偏转裂纹等作用,赋予SiC_(f)/SiC复合材料伪塑性断裂特征。界面相的设计方案会显著影响其微区性能,进而影响SiC_(f)/SiC复合材料宏观力学性能和损伤失效模式。近年来发展的基于聚焦离子束(focused ion beam,FIB)的微纳加工技术和基于纳米压痕的微观力学测试技术是表征SiC_(f)/SiC复合材料界面相微区性能的有效手段。本文综述了SiC_(f)/SiC界面相现有设计方案及界面相微区性能对增韧效果的影响机制,重点总结了单纤维顶出/顶入、微柱压缩等小尺寸力学测试(small-scale mechanical testing,SSMT)技术的应用现状及各方法的适用条件和优缺点。最后,对CMC界面相微区性能研究的发展趋势做了初步展望,并指出测试方法的标准化、测试环境的高温化及测试数据的模型化是未来的主要发展方向。 展开更多
关键词 sic_(f)/sic陶瓷基复合材料 界面相 增韧机制 小尺寸力学测试技术 界面相微区性能
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粉末冶金法制备SiC颗粒增强镁基复合材料工艺及性能的研究 被引量:10
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作者 郗雨林 张文兴 +1 位作者 柴东琅 王秀苓 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2001年第5期24-26,共3页
研究了粉末冶金法制备 Si C颗粒增强镁基复合材料过程中几个非常重要的工艺问题。研究对比了基体 Mg粉的形状和新旧程度、粉末冶金时混料方式和热压工序对镁基复合材料性能的影响。结果表明 ,采用合适的烘粉处理后 ,Mg粉的新旧程度对复... 研究了粉末冶金法制备 Si C颗粒增强镁基复合材料过程中几个非常重要的工艺问题。研究对比了基体 Mg粉的形状和新旧程度、粉末冶金时混料方式和热压工序对镁基复合材料性能的影响。结果表明 ,采用合适的烘粉处理后 ,Mg粉的新旧程度对复合材料的性能无明显影响 ;与粒状 Mg粉相比 ,片状 Mg粉对应的屈服强度有所提高 ;和普通混粉方式相比 ,球磨混粉的伸长率略低 ; 展开更多
关键词 复合材料 粉末冶金 制备工艺 力学性能 碳化硅 镁基 颗粒增强
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编织结构三维仿真及其对C/SiC复合材料性能的影响 被引量:7
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作者 周新贵 游宇 +2 位作者 张长瑞 黄伯云 刘学业 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期200-205,共6页
以连续碳纤维增强的碳化硅复合材料为研究对象,利用计算机仿真技术实现了纤维预制体结构的三维仿真;同时采用CVD+PIP联合工艺制备了2.5D与三维四向2种结构的C/SiC复合材料,研究了预制体结构与复合材料力学性能之间的关系。结果表明:三... 以连续碳纤维增强的碳化硅复合材料为研究对象,利用计算机仿真技术实现了纤维预制体结构的三维仿真;同时采用CVD+PIP联合工艺制备了2.5D与三维四向2种结构的C/SiC复合材料,研究了预制体结构与复合材料力学性能之间的关系。结果表明:三维四向编织结构C/SiC复合材料的x向弯曲强度达到399.2 MPa,层间剪切强度达到38.1 MPa,断裂韧性达到16.0 MPa.m1/2,各项力学性能均高于2.5D编织结构的C/SiC复合材料的力学性能。 展开更多
关键词 编织结构 C/sic复合材料 结构仿真 力学性能
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SiC/SiC复合材料的制备与性能研究进展 被引量:7
6
作者 赵爽 周新贵 余金山 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期66-70,共5页
回顾了近年来国际上SiC/SiC复合材料制备技术的最新进展,其中新工艺纳米浸渍与瞬时共晶相(NITE)具有好的发展前景,传统工艺(CVI、PIP等)亦得到优化改善。介绍了材料的辐照性能、气密性和化学相容性等热点问题的研究现状,随研究的深入以... 回顾了近年来国际上SiC/SiC复合材料制备技术的最新进展,其中新工艺纳米浸渍与瞬时共晶相(NITE)具有好的发展前景,传统工艺(CVI、PIP等)亦得到优化改善。介绍了材料的辐照性能、气密性和化学相容性等热点问题的研究现状,随研究的深入以及原料、工艺的改进,材料各项性能均得到稳步提高。最后展望了相关研究领域的前景。 展开更多
关键词 sic/sic复合材料 制备技术 辐照性能 气密性 化学相容性
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单向Hi-Nicalon/SiC复合材料的工艺与性能 被引量:1
7
作者 周新贵 张长瑞 +2 位作者 马江 何新波 曹英斌 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2001年第4期26-29,共4页
对比了采用先驱体转化法及热压法制备的单向Hi Nicalon纤维增强SiC基复合材料的性能差异 ,结果表明 :制备工艺对复合材料的微观结构和性能有极大的影响。采用先驱体转化制备的Hi Nicalon/SiC复合材料具有较好的性能 ,弯曲强度为 70 3.6M... 对比了采用先驱体转化法及热压法制备的单向Hi Nicalon纤维增强SiC基复合材料的性能差异 ,结果表明 :制备工艺对复合材料的微观结构和性能有极大的影响。采用先驱体转化制备的Hi Nicalon/SiC复合材料具有较好的性能 ,弯曲强度为 70 3.6MPa ,断裂韧性为 2 3.1MPa·m1/2 ;两种工艺制备的碳化硅基复合材料性能产生差别的主要原因是高温下Hi 展开更多
关键词 Hi-Nicalon纤维 sic复合材料 制备工艺 性能 先驱体转化工艺 碳化硅基复合材料
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SiC_f/Ti复合材料在航空发动机中的应用进展 被引量:5
8
作者 陈际伟 黄浩 刘湘斌 《高科技纤维与应用》 CAS 2015年第3期29-32 60,60,共5页
综述了碳化硅纤维增强钛基(SiCf/Ti)复合材料国外的研究和应用现状,以及SiCf/Ti复合材料制备技术的研发进展,分析了这类先进复合材料优越的力学性能。综述分析表明,SiCf/Ti复合材料具有较高的比强度和比刚度、高的抗疲劳和抗蠕变特性,... 综述了碳化硅纤维增强钛基(SiCf/Ti)复合材料国外的研究和应用现状,以及SiCf/Ti复合材料制备技术的研发进展,分析了这类先进复合材料优越的力学性能。综述分析表明,SiCf/Ti复合材料具有较高的比强度和比刚度、高的抗疲劳和抗蠕变特性,在未来航空发动机上有广阔的应用前景。同时指出,由于目前SiCf/Ti复合材料制备成本昂贵,其应用进展受到严重制约,建议对该材料大力开展系统性应用研究。 展开更多
关键词 碳化硅纤维增强钛基复合材料 力学性能 制备技术 航空发动机 应用进展
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SiCf/SiC陶瓷基复合材料制备技术与性能研究进展 被引量:4
9
作者 朱丹 李玉凤 +1 位作者 高明霞 潘颐 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期55-59,共5页
连续SiC纤维增强SiC陶瓷基复合材料(SiCf/SiC)具有良好的高温力学性能、抗氧化性及放射耐受性等,是继Cf/C和Cf/SiC复合材料之后航空航天和原子能等领域最理想的新一代高温结构材料。从原材料、制备技术、微观结构与性能及应用等方面对Si... 连续SiC纤维增强SiC陶瓷基复合材料(SiCf/SiC)具有良好的高温力学性能、抗氧化性及放射耐受性等,是继Cf/C和Cf/SiC复合材料之后航空航天和原子能等领域最理想的新一代高温结构材料。从原材料、制备技术、微观结构与性能及应用等方面对SiCf/SiC复合材料的最新研究进展进行了综述,并对其发展趋势进行了展望。开发新型制备技术和优化现有技术及采用其联合工艺减低成本,进一步优化材料微观结构提高其使用性能是今后SiCf/SiC复合材料的研究重点。 展开更多
关键词 复合材料 sicF /sic制备技术力学性能
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纳/微米双尺度SiC颗粒增强铝基复合材料的性能研究 被引量:1
10
作者 王京 孙安娜 东星倩 《智能计算机与应用》 2020年第2期360-364,共5页
采用真空吸铸工艺制备了单一纳米、单一微米以及纳/微米双尺度SiC颗粒增强铝基复合材料,分析研究了SiC颗粒的质量分数和尺度大小对增强铝基复合材料的微观结构和力学性能的影响规律。结果表明:随着纳米SiC颗粒含量的增加,纳米SiC颗粒增... 采用真空吸铸工艺制备了单一纳米、单一微米以及纳/微米双尺度SiC颗粒增强铝基复合材料,分析研究了SiC颗粒的质量分数和尺度大小对增强铝基复合材料的微观结构和力学性能的影响规律。结果表明:随着纳米SiC颗粒含量的增加,纳米SiC颗粒增强铝基复合材料的硬度和抗拉强度及伸长率呈先增大后减小的变化趋势。当加入纳米SiC颗粒质量分数为2%时,硬度和抗拉强度分别达到了81.2HV和285.9MPa,较基体(62.5HV和215.2MPa)分别提高了29.9%和32.8%。纳/微米双尺度SiC颗粒作为增强体时,复合材料中的均匀分散性得到改善,增强铝基复合材料的硬度和抗拉强度达到了98.6HV和298.2MPa,较基体(62.5HV和215.2MPa)分别提高了57.7%和38.5%。对比单一纳米及单一微米SiC颗粒作为增强体时,纳/微米双尺度SiC颗粒增强铝合金复合材料表现了更好的综合性能。 展开更多
关键词 制备工艺 纳/微米sic颗粒 sic/ZL204A复合材料 质量分数 力学性能
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镁基复合材料的强韧化研究进展 被引量:3
11
作者 张斌 孙云霞 +2 位作者 梁拓 李天 杨长林 《铸造技术》 CAS 2023年第3期203-220,共18页
镁基复合材料具有密度低、比强度和比模量高、热稳定性好等优点,在航空、航天以及汽车工业领域具有广泛的应用前景。然而,镁基复合材料在强度提高的同时往往伴随着塑性的降低,而且其室温断裂伸长率通常低于5%,这严重制约了该材料的工业... 镁基复合材料具有密度低、比强度和比模量高、热稳定性好等优点,在航空、航天以及汽车工业领域具有广泛的应用前景。然而,镁基复合材料在强度提高的同时往往伴随着塑性的降低,而且其室温断裂伸长率通常低于5%,这严重制约了该材料的工业推广与应用。而现有的镁基复合材料制备技术及强塑性理论不完善是目前导致其强塑性难以同时提高的主要原因。因此,发展高强韧镁基复合材料制备技术、完善镁基复合材料强塑性机理、突破镁基复合材料的性能瓶颈成为其发展方向。基于此,本文总结了目前镁基复合材料常用的基体与增强体、主要的制备技术、力学性能的研究现状以及相应的强韧化机理,提出了镁基复合材料强塑性调控的方法,并展望了未来发展趋势。 展开更多
关键词 镁基复合材料 制备技术 力学性能 强塑性调控
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颗粒增强镁基复合材料的研究现状 被引量:22
12
作者 王彦 王慧远 +1 位作者 马宝霞 姜启川 《材料科学与工艺》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期320-325,共6页
综述了颗粒增强镁基复合材料常用的基体合金,常用的增强相及其镁基复合材料的制备技术、组织和性能等,并对颗粒增强镁基复合材料的发展进行了展望.
关键词 镁基复合材料 颗粒增强体 制备技术 组织 性能
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复合材料结构轻量化方法及技术 被引量:24
13
作者 江大志 鞠苏 +1 位作者 张鉴炜 肖加余 《玻璃钢/复合材料》 CAS CSCD 北大核心 2014年第9期85-98,共14页
本文分析和总结了采用纤维增强聚合物复合材料(FRP)实现结构轻量化的主要方法及技术。指出了实现结构轻量化的三个主要方法,一是复合材料的高性能化,即通过进一步提高复合材料的比强度和比模量实现结构减重;二是复合材料高效承载结构构... 本文分析和总结了采用纤维增强聚合物复合材料(FRP)实现结构轻量化的主要方法及技术。指出了实现结构轻量化的三个主要方法,一是复合材料的高性能化,即通过进一步提高复合材料的比强度和比模量实现结构减重;二是复合材料高效承载结构构型优化设计,即通过复合材料优势承载能力与结构传力路径的优化配置实现结构减重;三是复合材料复杂结构整体成型,即通过摒弃连接赘重实现结构减重。并给出了实现上述三种结构轻量化方法的技术途径。 展开更多
关键词 纤维增强聚合物复合材料 结构设计 轻量化 力学性能 制备技术
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铸造锌基复合材料的研究现状 被引量:17
14
作者 陈体军 郝远 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第3期29-31,共3页
主要从制备工艺、力学性能、摩擦学性能等方面综述了锌基复合材料的发展现状,并提出了当前锌基复合材料存在的问题及今后的研究方向。
关键词 锌基复合材料 制备工艺 力学性能 摩擦学性能
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Mg-Li基复合材料研究 被引量:9
15
作者 王辅忠 李荣华 《稀有金属》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期273-277,共5页
Mg Li基复合材料具有很高的比强度和比刚度 ,是宇航、兵器等行业的理想结构材料之一。综述了Mg Li基复合材料常用的基体合金和增强体 ,介绍了真空 (保护气氛 )浸渗、粉末冶金、薄膜冶金以及搅拌铸造等几种常用制备方法 ,并比较了这几种... Mg Li基复合材料具有很高的比强度和比刚度 ,是宇航、兵器等行业的理想结构材料之一。综述了Mg Li基复合材料常用的基体合金和增强体 ,介绍了真空 (保护气氛 )浸渗、粉末冶金、薄膜冶金以及搅拌铸造等几种常用制备方法 ,并比较了这几种制备方法的优缺点以及适用增强体 ,还综述了几种常见Mg Li基复合材料的组织与性能。对目前存在的问题进行了探讨 ,指出现有Mg Li基复合材料制备方法均采用外加增强体的办法引入强化相 ,其存在较严重界面反应的缺点 ,原位自生反应合成增强体是一条可行的途径 ;此外 ,采用变形加工或后续热处理也是提高Mg 展开更多
关键词 复合材料 MG-LI 制备 力学性能
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原位自生Sip/ZA40复合材料的组织及性能研究 被引量:11
16
作者 王艳 解念锁 《陕西理工学院学报(自然科学版)》 2011年第1期1-5,共5页
采用原位自生铸造法制备了ZA40-1.5wt%Si、ZA40-3.0wt%Si、ZA40-4.5wt%Si和ZA40-6.0wt%Si合金,获得了Si颗粒分布均匀、尺寸细小、形貌规则的锌基复合材料。分析了复合材料的组织形貌,检测了复合材料的硬度和冲击性能。研究结果表明:高... 采用原位自生铸造法制备了ZA40-1.5wt%Si、ZA40-3.0wt%Si、ZA40-4.5wt%Si和ZA40-6.0wt%Si合金,获得了Si颗粒分布均匀、尺寸细小、形貌规则的锌基复合材料。分析了复合材料的组织形貌,检测了复合材料的硬度和冲击性能。研究结果表明:高铝锌合金加入硅后,随着硅含量的增多,Si除了在组织中形成共晶硅相外,还析出初晶硅;随着硅含量的增加初晶硅相数量增多,合金的硬度提高,冲击韧性下降。 展开更多
关键词 原位自生 Sip/ZA40复合材料 微观组织 力学性能
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Buckypaper/环氧复合材料加压滤渗浸渍法制备工艺研究
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作者 张鉴炜 石刚 江大志 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期1-6,共6页
Buckypaper/聚合物复合材料中碳纳米管团聚较少,且含量较高,使得碳纳米管的优异性能得以更加充分的发挥,显著提升了复合材料的各项性能。由于Buckypaper结构紧密,传统的滤渗浸渍方法不能满足制备高质量Buckypaper/环氧复合材料的要求。... Buckypaper/聚合物复合材料中碳纳米管团聚较少,且含量较高,使得碳纳米管的优异性能得以更加充分的发挥,显著提升了复合材料的各项性能。由于Buckypaper结构紧密,传统的滤渗浸渍方法不能满足制备高质量Buckypaper/环氧复合材料的要求。为提高环氧树脂在Buckypaper中的浸渍效率和质量,开发了Buckypaper的"加压滤渗"浸渍工艺,将环氧树脂溶液通过Buckypaper进行加压过滤,实现对Buckypaper的有效、均匀和完全浸渍。Buckypaper/环氧复合材料微观形貌表征结果表明,"加压滤渗"浸渍工艺制备的Buckypaper/环氧复合材料表面质量良好,且环氧树脂在Buckypaper内部充分浸渍,且分布均匀。与溶液浸渍法制备的Buckypaper/环氧复合材料对比,"加压滤渗"浸渍工艺制备的复合材料具有更加优异的力学性能,更加充分地发挥了Buckypaper的增强效率。 展开更多
关键词 BUCKYPAPER 聚合物复合材料 制备工艺 微观结构 力学性能
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