材料科學(xué)基礎(chǔ)之復(fù)合效應(yīng)與界面-全文預(yù)覽
【正文】 可表示為：? Ec=Ef1φf1+Ef2φf2+ Emφm (920) 式中 φ為 體 積 分?jǐn)?shù)；? φf1＋ φf2＋ φm=1 。? 圖 93為圓形粒子大小配合圖，下圖中綠色的為基體分料粒子，紅色為增強(qiáng)粒子。? 用粒子增強(qiáng)碳素或陶瓷等需要 燒結(jié)成型 的材料時，不同相之間的幾何形態(tài)、尺寸效應(yīng)和增強(qiáng)粒子的最優(yōu)分布與匹配設(shè)計對復(fù)合材料性能影響很大。但由于基體變形時會與粒子間產(chǎn)生相互作用，粒子將限制基體變形而使材料得以強(qiáng)化。? 設(shè)粒子理論破壞應(yīng)力為 Dp/30，當(dāng)粒子破壞時位錯得以運(yùn)動，此時應(yīng)力應(yīng)為材料屈服強(qiáng)度 σ y，則有：? σ i=Gp/30=σ y2Dp/Gmb (911) 由此可得：? σ y=?GmGpb/30Dp (912)? 將式９ 5代入得：? σ y=??3GmGpbVp1/2/30?2dp(1φ p) (913)? 由此可知， 粒子直徑 dp越小，體積分?jǐn)?shù) φ p越高，對 結(jié)晶型基體 復(fù)合材料的增強(qiáng)效果越好。具有良好的熱穩(wěn)定性，具有較好的塑性和加工性能，可以通過鍛造、冷拉、軋制等工藝制備成管、棒、片、帶、板等不同的形狀和規(guī)格 .2. 技術(shù)指標(biāo)：密度 g/cm3： ，抗拉強(qiáng)度 MPa： 560，屈服強(qiáng)度 MPa： 470，延伸率 %： 7，硬度 HV120，電導(dǎo)率 IACS%： 85，軟化溫度 ℃ 900? 粒子增強(qiáng)復(fù)合材料的性能與增強(qiáng)體和基體的比例有關(guān)，某些性能只取決于各組成物質(zhì)的相對數(shù)量和性能。? 如果顆粒直徑為 dp，體積分?jǐn)?shù)為 φp， 顆 粒呈彌散分布，根據(jù)體 視 金相學(xué)，有：? Dp=(2dp2/3φp)1/2(1φp) (95)? 代入式 94可得 彌散 顆 粒金屬基復(fù)合材料屈服 強(qiáng) 度：? τy=Gmb/[(2dp/3φp)1/2(1φp)] (96)? 可 見 顆 粒越小，體 積 分?jǐn)?shù)越高， 強(qiáng) 化效果越好 。? 為了保證彌散增強(qiáng)效果， 增強(qiáng)體應(yīng)該堅硬、穩(wěn)定且不與基體產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，同時顆粒尺寸、形狀和體積分?jǐn)?shù)及結(jié)合情況都應(yīng)合理 ?；w和增強(qiáng)體通過界面結(jié)合，但結(jié)合力應(yīng)適當(dāng)，過小容易開裂，過大則使韌性下降。? 智能材料思想：使復(fù)合材料對環(huán)境自適應(yīng)。? 纖維平均強(qiáng)度：? σ=(αL) 1/β Γ(1+1/β) (93)? 式中 Γ 為伽瑪函數(shù)。? 在顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料中， 增強(qiáng)顆粒尺寸為1~50μm的稱 為 顆顆 粒增粒增 強(qiáng)強(qiáng) 復(fù)合材料復(fù)合材料 ， 顆 粒尺寸在 ~1μm稱 為 彌散彌散 強(qiáng)強(qiáng) 化復(fù)合材料化復(fù)合材料 ，把 亞 微米至 納 米 級顆 粒增 強(qiáng) 的稱 為 精精 細(xì)細(xì) 復(fù)復(fù)合材料合材料 。? 3 散射和吸收效應(yīng)散射和吸收效應(yīng) ：界面對各種波傳遞的散射和吸收。? 系統(tǒng)效應(yīng)的機(jī)理還未確定，但效果很奇妙，如彩色膠片只有紅綠藍(lán)三種感光層，但照片色彩千變?nèi)f化；又如玻纖短裂能約，常用樹脂斷裂能約，而兩者復(fù)合成玻璃鋼后，短裂能猛增到 176kg/cm。 只要需要的性能得以改善，而負(fù)混雜效應(yīng)可以容忍時，該種復(fù)合材料就算成功。通過分析換能器的暫態(tài)特性，可以從理論上計算出，壓電晶片、背襯和前匹配層 (增透膜 )的性能參數(shù)。? 線性效應(yīng)可細(xì)分為平均效應(yīng)、平行效應(yīng)、相補(bǔ)效應(yīng)和相抵效應(yīng)。? 增強(qiáng)體的性能：常用的復(fù)合材料 增強(qiáng)體為纖維材料 ，有無機(jī)的，也有有機(jī)的。? 減振性好：復(fù)合材料中的纖維與基體界面有較強(qiáng)的吸振能力，阻尼高。? 與傳統(tǒng)材料相比的 優(yōu)點(diǎn) 是 ：? 比強(qiáng)度高 和 比模量高 ；? 抗疲勞 性能好；? 減振 性好；? 耐高溫 性能好；? 抗破壞 安全性好；? 成型 工藝性好 。? 第九章 復(fù)合效應(yīng)與界面? 材料復(fù)合、增強(qiáng)體及復(fù)合效應(yīng)? 復(fù)合材料概念、分類及特點(diǎn)：由 兩種以上在物理和化學(xué)上不同的物質(zhì)組合起來而得到的一種 多相固體材料 叫 復(fù)合材料復(fù)合材料 。? 復(fù)合材料的 顯著特征 是 ：? 材料性能的 可設(shè)計 性；? 各向異性及結(jié)構(gòu) 一次成型 性。疲勞破壞由里向外發(fā)展，無預(yù)兆。? 成型工藝好：可一次成型或整體成型?？煞譃椋壕€性效應(yīng)、非線性效應(yīng)、界面效應(yīng)、尺寸效應(yīng)和各向異性效應(yīng) 5種。 AB兩種材料有 4種組合結(jié)果，在研制復(fù)合材料時應(yīng)盡量取優(yōu)值互補(bǔ) .? 比如 PZT(鋯鈦酸鉛 )陶瓷的彈性柔順系數(shù)
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