【摘 要】
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Al/Ti叠层复合材料具有密度低、比强度高、比刚度和抗冲击性高等优异性能,但是金属间化合物(Al3Ti)的脆性限制了其实际应用.通过引入纤维、陶瓷颗粒可以降低Al3Ti的脆性,提高Al/Ti叠层复合材料的强度和韧性.本研究提出了一种碳化硼(B4C)增强Al/Ti叠层复合材料的可行方法,以真空热压法制备出0.2 mm厚B4C薄片增强的Al/Ti叠层复合材料,并对该材料的界面形貌和扩散层成分进行了分析.通过控制Al的液相反应时间,探究了扩散层厚度对材料冲击韧性和抗弯强度的影响.结果 表明:该材料通过B4C薄片
【机 构】
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大连理工大学材料科学与工程学院,辽宁大连116024;大连理工大学宁波研究院,浙江宁波315016;大连理工大学材料科学与工程学院,辽宁大连116024
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Al/Ti叠层复合材料具有密度低、比强度高、比刚度和抗冲击性高等优异性能,但是金属间化合物(Al3Ti)的脆性限制了其实际应用.通过引入纤维、陶瓷颗粒可以降低Al3Ti的脆性,提高Al/Ti叠层复合材料的强度和韧性.本研究提出了一种碳化硼(B4C)增强Al/Ti叠层复合材料的可行方法,以真空热压法制备出0.2 mm厚B4C薄片增强的Al/Ti叠层复合材料,并对该材料的界面形貌和扩散层成分进行了分析.通过控制Al的液相反应时间,探究了扩散层厚度对材料冲击韧性和抗弯强度的影响.结果 表明:该材料通过B4C薄片增强,形成了良好的硬度梯度分布,B4C薄片不仅可以直接承载吸能,还诱导裂纹偏转,使Al/Ti叠层复合材料基体的强韧性均获得提升.在710℃保温60 min的样品其冲击韧性为89 J/cm2,抗弯强度为756MPa,相较扩散层Al3Ti厚度与之接近的Al/Ti叠层复合材料基体分别提高51％和38％.在710℃保温30min的样品性能最优,冲击韧性为109 J/cm2,抗弯强度为1167 MPa.
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