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关键词： Zr-Ti合金   β相稳定性   微观组织   力学性能   耐腐蚀性能  

摘要： 通过真空非自耗电弧熔炼炉制备Zr-Ti-xNb(x=6、8、10,摩尔分数,%,下同)合金,采用锻造和β单相区固溶热处理工艺进一步加工铸锭,通过对材料微观组织、力学性能和耐腐蚀性能的表征,研究Nb元素对Zr-Ti基生物材料力学性能和耐腐蚀性能的影响。结果显示,Zr-Ti-xNb(x=6、8、10)合金均由β相和α″相组成,随着Nb元素含量增加,β相含量增加,α″相含量降低,Nb元素添加提高了合金中β相的稳定性。同时Nb含量增加,合金屈服强度由360 MPa增加至780 MPa,固溶强化效应明显,在变形过程中出现了应力诱发马氏体相变现象,极大提高材料的抗拉强度和塑性。同时可以较好地提高合金的耐腐蚀性能,实验表明三种材料在生理盐水中均表现出较强的耐腐蚀性能。

关键词： 高速冲击表面处理   金属材料   应变率效应   力学性能   微观组织结构  

摘要： 高速冲击表面处理过程中的应变率对金属材料的宏观力学性能和微观组织结构都具有重要影响。根据当前应变率效应的研究成果,从宏观与微观相结合的角度出发,综述了高速冲击表面处理过程中应变率对金属材料强度和塑性的影响规律,并重点阐述了不同应变率下金属材料内部微观组织结构的演变规律,主要包括晶粒结构、绝热剪切带、相变、位错组态和析出相以及变形孪晶等。此外,还分析了组织结构随应变率的演化和微观变形机制的转变对材料力学性能的强化和弱化机理。最后,对高速冲击表面处理梯度组织的变形特点进行了总结。提出了不同组织结构对材料性能影响的综合效应模型,以期为应变率效应的深入研究奠定基础。

关键词： 环氧树脂   木质碎料   材料组成   抗折强度   抗压强度  

摘要： 以环氧树脂为胶结材料、不同类型的砂和木质碎料作为集料,利用平板振捣器,采用振实法制备了树脂基木质碎料复合材料。分析环氧树脂用量、木质碎料用量以及砂类型对树脂基木质碎料复合材料的抗折、抗压强度的影响规律。结果表明:试件的最大抗压、抗折强度分别可达5.74和17.16 MPa;在相同胶集比下,试件强度随着木质碎料掺入量的增加而减小;而在相同木砂比下,试件强度随着树脂掺量的增加而提高;随着木质碎料减少和树脂含量的增加,使用不同种类的砂制备的试件力学强度逐渐增加,但增长速率变小;在相同配比的情况下,河砂配制试件的抗压、抗折强度分别高于标准砂配制试件的22%和12%;试件在抗折试验中出现斜裂缝,且一侧为翘起变形的拔出形破坏形态。通过正交试验分析确定了木砂比为试件力学性能的主要影响因素,最佳配比中木砂质量比为1∶3(采用河砂)、胶集比[树脂质量/(木屑+砂)的总质量]为0.3。试验表明利用木质碎料制备树脂基复合材料是切实可行的,为废弃木材的利用开辟了一条新途径,可为木质碎料与树脂形成树脂基木质碎料道路铺装材料的研究与推广提供参考。

关键词： 选区激光熔化技术   Ti   AlSi10Mg   原位自生   微观组织   力学性能  

摘要： 利用原位合成的思路制备Ti-Ti3Al金属复合材料是提高钛基复合材料性能的好方法。通过选区激光熔化(SLM)技术和原位合成技术对不同混合比例的Ti-AlSi10Mg复合粉末进行成形试验,研究Al含量对SLM制备原位自生Ti-Ti3Al金属复合材料显微组织和力学性能的影响,并分析其物相、显微组织、显微硬度、耐磨性和拉伸压缩性能。试验结果表明:Al元素在成形过程中进入了Ti晶体中,形成了Ti-Al置换固溶体,对样件进行固溶强化,且会析出Ti3Al增强相颗粒。随着Al含量的增加,样件的力学性能逐步提升。显微硬度显著提高,当Al质量分数为10%时,硬度提升到538.56 HV,达到纯钛(220.59HV)的2倍以上。耐磨性提高,样件的平均摩擦因数逐渐下降。抗压强度最高达到1653.9MPa,较纯钛样件提升164.48%,且优于退火后的纯钛板材(400~450MPa)和SLM成形的TC4合金(1128MPa)。抗拉强度随着Al元素的上升,先上升后下降,但依然高于纯钛样件。通过原位合成思路与SLM技术的结合,对复合材料性能的提升具有重要意义。

关键词： 氧化铝填料   环氧树脂复合材料   填料形态   力学性能   显微结构  

摘要： 以双酚A型环氧树脂为基础树脂,以不同粒径、不同形态的微米氧化铝为填料,设计了复合材料的配方并制备了复合材料;通过对复合材料力学性能以及显微结构的测试分析,研究了氧化铝填料含量、粒径和形态对环氧树脂复合材料力学性能的影响规律,分析了影响机理。结果表明:环氧树脂复合材料的力学性能随氧化铝填料体积分数的增加先增大后减小,当填料为5μm球形氧化铝且填料的体积分数为3.22%时,复合材料的力学性能较好,拉伸强度与冲击强度分别可以达到77.62 MPa、13.92 kJ/m^(2),较纯环氧树脂分别提升了30.48%与44.10%;由显微结构可以看出,环氧树脂中的氧化铝填料在自身周围形成银纹,起到了吸收外界应力的作用,提高了复合材料的韧性;观察氧化铝填料在环氧树脂中的分布可以发现,与其他粒径和形态的氧化铝填料相比,5μm球形氧化铝填料在环氧树脂中分布较好,与环氧树脂的界面也较好,使得复合材料具有更好的力学性能。

关键词： 超高分子量聚乙烯   碳纤维   摩擦性能   力学性能  

摘要： 采用UMT-5型摩擦磨损试验机和万能材料试验机考察TiO_(2)和SiO_(2)两种纳米颗粒对碳纤维(CF)/超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合材料摩擦学性能和力学性能的影响,利用扫描电镜观察复合材料断面形貌和磨痕表面形貌。结果表明:纳米TiO_(2)和SiO_(2)的加入可以改善碳纤维与树脂之间的界面结合强度,从而改善了CF/UHMWPE复合材料的力学性能;在3种复合材料中,纳米TiO_(2)增强复合材料具有最好的耐磨性。纳米TiO_(2)和SiO_(2)的加入可以有效地分散碳纤维表面的应力集中,从而可以改善复合材料的耐磨性,使得CF/UHMWPE复合材料的磨损机制由严重的塑性变形变为轻微的塑性变形。

关键词： 远程教育   材料力学   信息化教学  

摘要： 一直以来,"材料力学"课程教学多以"课堂面授加实验训练"的模式进行。线上远程教育的迫切需求及其快速发展给人们展现了一种与传统教育截然不同的教育模式。本文以"材料力学"为例主要从线上远程教学实施、线上远程教学反馈两方面对中国民航大学航空工程学院"材料力学"课题组的远程教学模式进行深入探讨。

关键词： 聚丙烯   浸润模具   玻纤   增容剂  

摘要： 采用将连续玻纤穿过模具的方式提高玻纤增强聚丙烯(PP)材料的力学性能。结果表明:当树脂基体中含有的长玻纤比例增大后,其力学性能也会增大;随着玻纤的质量分数增大至60%后,如果继续提高玻纤的添加量,则材料的力学强度上升速度将会明显变慢。模具内部的压延作用力设定在0.5~1 N,熔融增压压力设定在1.5~2.0 N之间是比较合理的;将增容剂质量分数设定在6%、模具温度为320℃时,材料可以获得最优的浸润效果与力学性能。

关键词： 高温   聚乙烯醇纤维   力学性能   微观结构   纤维增强水泥基复合材料  

摘要： 对经过100℃、200℃、400℃、600℃高温处理后的聚乙烯醇纤维增强水泥基复合材料(PVA-ECC)进行了单轴压缩试验、单轴拉伸试验、剪切试验和四点弯曲试验,对不同温度下的试验结果进行了对比分析,拟合了高温后PVA-ECC各项性能的退化曲线,并通过扫描电镜观察了微观结构。结果表明:PVA-ECC在常温下能够表现出良好的变形能力;当温度由常温升至100℃时,抗压强度大幅下降,继续升至200℃时则有一定提高;当温度超过200℃以后,抗压强度、抗拉强度和极限拉应变均降低,试件由延性破坏变为脆性破坏;常温下,PVA-ECC试件表面密实完整,经过400℃高温处理后,试件呈现出稀疏多孔结构,温度超过600℃时,试件表面呈片状、海绵状形态。

关键词： C/SiC-ZrC   复合材料   界面层   弯曲性能   断裂韧性   断裂功  

摘要： 为提高C/ZrC-SiC复合材料力学性能,优化C/ZrC-SiC复合材料制备工艺,采用化学气相沉积工艺制备了不同PyC界面层厚度试样,系统研究了PyC界面层厚度对三维针刺C/ZrC-SiC复合材料的弯曲、断裂韧性影响规律,并对其作用机理进行简要分析。结果表明,随着沉积时间增加,针刺预制体碳纤维表面PyC界面层从颗粒状结构转化为厚度不断增加的热解碳界面层,C/ZrC-SiC复合材料弯曲力学强度、弯曲模量断裂韧性(KIC)和断裂功(γWOF)均表现出先增大而后降低的变化规律。