Ti-Al3Ti層狀復(fù)合材料制備及界面力學(xué)性能研究.pdf

1、Ti/Al3Ti層狀復(fù)合材料是一種具有低密度、高強(qiáng)度、高模量、良好的韌性等優(yōu)異特性的新型復(fù)合材料，目前對(duì)該層狀復(fù)合材料研究大多集中在制備工藝、斷裂失效等方面，但對(duì)該材料界面方面的研究鮮見報(bào)道。由于界面對(duì)復(fù)合材料而言是決定復(fù)合材料的物理及力學(xué)性能的關(guān)鍵，因此，本文利用真空熱壓爐燒結(jié)制備Ti/Al3Ti層狀復(fù)合材料，并通過測試復(fù)合材料的壓縮性能以及不同類型的層間斷裂（Ⅰ+Ⅱ型、Ⅱ型），研究層狀復(fù)合材料的界面特性。
　　研究結(jié)果表明：對(duì)

2、原始Ti箔與Al箔進(jìn)行真空熱壓燒結(jié)，制備出的Ti/Al3Ti復(fù)合材料在顯微結(jié)構(gòu)上沒有明顯缺陷，層與層間結(jié)合界面良好，且制備出的材料中僅有Ti與Al3Ti相；準(zhǔn)靜態(tài)下的壓縮性能表明，隨著應(yīng)變率的不斷增加，Ti/Al3Ti層狀復(fù)合材料的壓縮強(qiáng)度基本保持不變，垂直疊層方向加載的壓縮強(qiáng)度為1250MPa，平行于疊層方向加載的壓縮強(qiáng)度為1100MPa；高應(yīng)變率加載條件下，垂直于疊層方向的動(dòng)態(tài)壓縮強(qiáng)度為1350 MPa；不同類型的層間斷裂結(jié)果表明，

3、Ⅱ型層間斷裂的能量釋放率高于Ⅰ+Ⅱ型，且隨著加載速率的增加，Ⅰ+Ⅱ型層間斷裂的能量釋放率減小，而II型的起裂能量釋放率則呈增加趨勢；隨著Ti與Al3Ti層數(shù)的改變，界面斷裂載荷及能量釋放率存在一臨界 Ti層數(shù)；在其他條件一定的情況下，隨著試樣預(yù)裂紋尺寸的增加，Ⅰ+Ⅱ型層間斷裂能量釋放率呈增加趨勢，而Ⅱ型層間斷裂能量釋放率則無明顯變化；并通過對(duì)斷口的觀察表明，由于層狀復(fù)合材料中 Ti層以及層間的弱界面作用，使裂紋在斷裂過程中發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，提