金属基复合材料的制备及力学性能PDF电子书下载

1．复合材料简介 1

1.1　复合材料的基本类型 1

1.2　几种特殊的复合材料 2

1.2.1　梯度复合材料 3

1.2.2　MT复合材料 4

1.2.3　混杂复合材料 4

1.3　复合材料的一些基本特点 6

1.4　复合材料的重要性 7

1.5　金属基复合材料的发展概况 8

2．几种重要的基体金属材料 11

2.1　金属的结构与缺陷 11

2.1.1　金属的晶体结构 11

2.1.2　合金的晶体结构 13

2.1.3　晶体缺陷 13

2.2　金属材料的强化 16

2.2.1　冷加工变形强化 16

2.2.2　细晶强化 16

2.2.3　固溶强化 17

2.2.4　有序强化 18

2.2.5　多相强化 18

2.2.6　提高比模量、比强度的有效途径——复合强化 21

2.3　几种轻金属及其合金 23

2.3.1　铝及铝合金 23

2.3.2　镁和镁合金 27

2.3.3　钛和钛合金 29

3．常用增强体的制备及性能 31

3.1　增强纤维的制备及性能 31

3.1.1　金属纤维 31

3.1.2　碳纤维 32

3.1.3　硼纤维和碳化硅纤维 34

3.1.4　氧化铝纤维 36

3.2　纤维强度的评价 39

3.2.1　纤维拉伸实验 39

3.2.2　纤维拉伸强度统计分析 40

3.2.3　提高纤维强度的一些途径 46

3.3　非连续增强体 49

3.3.1　短纤维的临界长度 49

3.3.2　晶须的强度 49

3.3.3　SiC晶须和颗粒的制备 52

4．金属基复合材料的制造 53

4.1　非连续增强复合材料的制造 54

4.1.1　熔铸法 54

4.1.2　粉末冶金法 61

4.1.3　雾化喷射复合沉积法 63

4.2　连续增强复合材料的制造 64

4.2.1　长纤维增强复合材料的制造 65

4.2.2　层状复合材料的制造 70

4.3　原位复合材料的制造 73

4.3.1　共晶合金凝固 73

4.3.2　原位反应合成 77

4.4　复合材料的后处理 84

4.4.1　复合材料中的常见结构缺陷 84

4.4.2　复合材料的热加工 87

4.4.3　共晶复合材料的冷加工强化 89

5．金属熔液对陶瓷增强体的浸润性 91

5.1　金属熔液对陶瓷固体的湿润 91

5.1.1　湿润方式 91

5.1.2　改善浸润性的意义 95

5.1.3　改善浸润性的可能性 96

5.2　研究浸润性的一些方法 97

5.2.1　座滴法 97

5.2.2　门槛压力法 99

5.2.3　结合时间法 101

5.3　一些铝基复合材料系统的浸润性 103

5.3.1　Al-SiC系统的浸润性 103

5.3.2　Al-C系统的浸润性 113

5.3.3　Al-Al2O3系统的浸润性 113

6．增强体与基体金属之间的界面 115

6.1　界面化学反应与反应层 115

6.1.1　界面反应的热力学与动力学 115

6.1.2　界面反应对复合材料性能的影响 117

6.1.3　限制界面反应的措施 121

6.2　界面应力和界面强度 124

6.2.1　界面应力和界面强度 125

6.2.2　界面强度的测定 125

6.3　界面的断裂韧性 133

6.3.1　界面裂纹扩展和界面断裂判据 133

6.3.2　界面断裂韧性的测定 134

6.4　界面力学性能和复合材料的力学性能 135

6.4.1　界面强度和复合材料的力学性能 135

6.4.2　“强”界面和“弱”界面复合材料的力学性能 136

7．金属基复合材料的一般力学性能 138

7.1　长纤维增强复合材料 138

7.1.1　板块模型（slab model） 138

7.1.2　轴向拉伸强度 141

7.1.3　偏轴拉伸强度 142

7.1.4　轴向压缩强度 145

7.2　短纤维增强复合材料 146

7.2.1　弹性模量 146

7.2.2　拉伸强度 147

7.2.3　拉压变形不对称性 148

7.3　颗粒增强复合材料 149

7.3.1　屈服强度 150

7.3.2　弹性模量 153

7.4　影响力学性能的一些因素 154

8．金属基复合材料的断裂韧性与疲劳性能 156

8.1　损伤机制和损伤过程的能量吸收 156

8.1.1　纤维断裂 156

8.1.2　纤维脱粘 158

8.1.3　纤维拔出 158

8.1.4　基体塑性变形和开裂 160

8.1.5　应力再分布 160

8.1.6　纤维桥接 161

8.2　断裂韧性 161

8.2.1　断裂韧性的概念 162

8.2.2　长纤维复合材料的断裂韧性 163

8.2.3　非连续增强复合材料的断裂韧性 164

8.3　复合材料的疲劳性能 166

8.3.1 长纤维复合材料 167

8.3.2　非连续增强复合材料 171

参考文献 174