【正文】 璃的強化溫度為 900~1000K，但在 550K尚不表現(xiàn)出蠕變特性。 制備方法 ?粉末冶金，粉末混合、壓制成形、燒結 ?制備骨架，熔浸 壓擠滲透的設備 與壓力鑄造相比 壓頭連續(xù)移動 彌補收縮 移動速度慢 外加壓力大 課題內容：基于有效介質理論的原理和方法，主要以 SiCp/Al， Cu（ Al） /diamond 復合材料作為研究對象，系統(tǒng)地論述了高導熱復合材料中顯微結構 — 導 熱性能關聯(lián)，并對高導熱復合材料導熱性能中存在的若干問題進行了深入研究。 ? 基于 MEMA模型提出適合描述具有超越完美界面復合材料熱導率的簡易模型，可對發(fā)生連通顆粒的數(shù)量進行估算，并得出在越完美界面復合材料中，使用微米級顆粒復合材料的熱導率遠遠大于使用納米顆粒復合材料的熱導率。 ? 沿高度方向分為 7層。一般含有氣孔。例如銅中添加微量的砷能夠使導熱系數(shù)下降到 140 W/ ms） /（ grad t） ? 量綱：（ J/m2而且，所得到的實驗數(shù)據(jù)表明，在該體系中界面的熱傳導性較好。這樣的熱阻特性，可以由界面熱導系數(shù) h （ Wm2K1）來描述。 ? ?? ?2 ( 1 ) / 2m f mcmm f mK K K fKKK f K K???? ? ?碳化硅與氮化硼強化的鋁基復合材料的熱膨脹與熱傳導系數(shù)。 而且，復合材料的溫度梯度，可以由各相的溫度梯度的加權平均值來表示。 ? 復合材料的熱傳導系數(shù)，可以是以等溫條件下通過構成復合材料的原材料的熱流的假定為基礎而表示。 13K cv??13K c v ??λ自由程 v平均速度 C移動介質單位體積的比熱 一般規(guī)律 ? 移動介質的平均速度，在任何介質的情況下都對溫度不敏感。 ? 對熱傳導性的研究不僅是纖維與基體，而且必須預先對復合材料的熱傳導性有所考慮，對適用于使用目的的熱條件相對應的熱性能進行研究。 由材料的復合提高耐熱沖擊性 ? 還有一種使材料的彈性模量下降的方法，是使材料內部發(fā)生微裂紋。 ? 一般的方法是通過材料的復合化來控制材料的 α c、Ec、 υ c、 σ cu、 κc等性能 ， 以達到耐熱沖擊斷裂性的指標 。 為了從力學的角度說明材料的行為 ， 假定材料中已經存在有所示的長度處于A點的裂紋 ， 當溫度差 ΔTc未達到 A點時 ， 裂紋處于穩(wěn)定區(qū)域 ， 不發(fā)生擴展 ， 強度也就沒有下降 （ 相當于圖中的 a→ b） 。 由動態(tài)慣性效果所產生的裂紋長度的增加所發(fā)生的表面能與所釋放的應變能基本相等 。但是當 lCL≤l≤lCR時，裂紋處于不穩(wěn)定狀態(tài)而急劇擴展。 在此基礎上 ， 將材料全體置換為完全固定了承受一定溫度變化 ΔT時應變的無限體 ， 而討論熱沖擊問題 。1639。m a x????139。 （ 3） 復合材料一般具有各向異性的特點 。 其特征為不僅涉及裂紋的發(fā)生 ， 而且還討論已形成裂紋的擴展 。 因此 ， 一般地 ， 熱沖擊阻力是指與裂紋發(fā)生相對應的 ， 稱為耐熱沖擊斷裂性 ，但復合材料中是關于已發(fā)生裂紋擴展的耐熱沖擊損傷性 。在 CMC中，基體的斷裂一般是多重斷裂機制，在 τi非常大的情況下，基體內的裂紋可能會引起復合材料全體的脆性斷裂。斷裂的進展方式也不同。實線表示計算值。 到達屈服應力后 ， 沿拉伸屈服應力線圖到達 A點 。研究在該溫度變化下復合材料的行為，在實用上也是非常重要的。所以其精確的解析式十分復雜。根據(jù)這樣的簡單的考慮方法，能夠大概求出復合材料的熱膨脹系數(shù)?！?α △ T，△ T=TestT0（周圍溫度）。 ? 在各種應用領域及成形工序中，也會受到某些熱流的影響，所以復合材料的熱傳導性也是重要的。 ? 蠕變行為更容易受到這樣的影響。 ? 由兩相的膨脹與收縮的不同而形成應變。 ? 通過內部應力所引起的長度變化，加上基體的熱膨脹，可以求出復合材料的熱膨脹。 橫向的熱膨脹，短纖維，顆粒強化復合材料的熱膨脹 ? 其應力與應變因各自的位置而不同。 ? 伴隨溫度變化所產生的應力也必須給予注意。 線性增大直到拉伸屈服點 D?！稹??、□表示基體的值，●表示晶須內的值。當超過界面的結合力時，基體與強化體材料之間不能夠進行力的傳遞，熱應力就不產生效果。 ? ??????????????????????????????mfcfmTmmmmVEEEVEp??????1121121? ? TTEEEEfmfcfcmm?????????????????????????????????????????????121112121121τi=μp mTmmfcmmmffmu EEprEEVEV ???? ??????????????????3/13/1262/12m a x, 32 ?????????fmmfmu rEV? ???μ為界面的摩擦系數(shù)，P界面的壓力（法線應力） 基體中裂紋發(fā)生應變隨臨界能量釋放率的變化 從材料的信賴性的觀點看，希望強化體纖維在斷裂之前能有類似金屬材料那樣的塑性變形。 當拉伸應力超過一定的值時 ， 就可能發(fā)生裂紋的擴展 ， 造成強度的急劇下降 。 ? 基于經典的熱力學解析 ， 從進行由熱沖擊引起的應力大小的討論出發(fā) ， 導出關于支配裂紋發(fā)生的耐熱沖擊斷裂性的參數(shù) （ 熱沖擊斷裂阻力 ） ? 利用斷裂力學的原理 。 例如 ， 必須考慮復合材料在成形與燒結時會產生微觀內部應力 。 ? ????/16e x 39。1 RETcccccuc ????????? ? ??????????????RhRccc RhRT???39。 由于熱膨脹的應變可使表層的應力達到很大的值 ， 要想完全約束該應變 ， 需要給予物體幾乎同樣的溫度差 。當裂紋長度l≤lCL（ lCL為裂紋穩(wěn)定曲線的左側部分）或者 l≥lCR（ lCR為裂紋穩(wěn)定曲線的右側部分）時，裂紋不發(fā)生擴展。 例如在圖中 ， 位于 A點的裂紋發(fā)生擴展 ， 經由 B點到達 C點 。 定性的分析如右圖所示 。即使是利用復合材料能夠設計的優(yōu)點，做到這一點也比較困難 。 材 料 抗彎強度 （ MPa） 彈性模量 （ GPa） γIc （ J/m2） ΔT*1c （ K） KIC （ GPam1/2 ） Al2O3 350 350 25 225 BN 85 29 70 BN/ Al2O3 Vf= ∥ HPA 170 120 70 700~850 BN/ Al2O3 Vf= ⊥ HPA 400 190 40~100 450 ~ 耐熱性能與 BN體積分數(shù)的關系 ● —— R * —— R —— R39。 ? 低的熱傳導性，是提高絕熱性所不可缺少的。一個具有自由程 λ、平均速度v的介質的熱傳導系數(shù) K，具有由運動理論所導出的下式所表示的簡單關系。高分子材料則由于沒有自由電子，且剛性低，所以熱傳導性也低。 1 1 1( 1 )c f mq f q f q? ? ?1 ( 1 )c f mK T fK T f K T? ? ?? ? ?1 ( 1 )c f mK f K f K? ? ?橫向的熱傳導 板層模型中橫向的熱傳導，可以由通過不同的相的流出與流入的熱量相等的條件而導出。 ? 為了得到橫向的熱傳導系數(shù)，有更可靠的方法。就是說，由熱流動的障礙，在金屬陶瓷這樣的異種材料的界面上，更是使熱流降低，熱傳導性下降。 a） Ti/SiC復合材料， b） Ti/TiB2復合材料 在特定的金屬基復合材料 Ti/TiB2中，其界面的行為明顯不同。 ? λ= （ Q/ FK 420 395 202 180 12~70 金屬的導熱系數(shù) ? 雜質的含量與種類對金屬的導熱系數(shù)的影響很大。K。K，計算砌塊導熱熱阻與導熱系數(shù)。其中非完美界面又可分為良性非完美界面和惡性非完美界面，界面的導熱能力依次降低。 ? 降低界面熱阻 ? 對聲子導熱材料（金剛石、 SiC等）進行涂（鍍）層； ? 采用液相制備技術，加強復合材料界面的冶金結合； ? 不使用粒度過小的聲子導熱材料（金剛石、 SiC等）的 顆粒。 復合材料的特征之一 ? 對熱塑性樹脂與金屬基體，加入強化材料相，能夠顯著地改善其蠕變性能。