仿生多层次构型B4C/Al复合材料压扭模块组装制备及强韧化机制研究

基本信息
批准号:51805134
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:28.00
负责人:石文超
学科分类:
依托单位:合肥工业大学
批准年份:2018
结题年份:2021
起止时间:2019-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:郑玉春,李亨,王雪,纪小虎,刘梅,吴广善,黄彪
关键词:
铝基复合材料微观组织高压扭转强韧化性能
结项摘要

During service process in space environment, the spacecraft is under the complex loads. The low toughness of metal matrix composites is detrimental to their service security. In order to improve the toughness of particle reinforced aluminum matrix composites and provide the complex benefit, this project is based on nano-laminated structure of nacre. The B4C+n-Al2O3/Al building blocks will be built. The uniform distribution model for the highly ordered building block assembling strategy will also be built. Bionic compound structure will be controlled. Pressure torsion will be carried out to assemble and compact B4C+n-Al2O3/Al building blocks. The interaction among the highly ordered bionic compound structure, dispersion reinforcements and dislocations will be investigated. The relation among the ordered structure, assembling and compacting during pressure torsion process will be revealed. The strengthening and toughening mechanisms will be explored. The objective is to obtain the B4C+n-Al2O3/Al composites with the unusual combination of high strength and ductility. This project has a great significance in promoting development and application of the bionic fabrication of particle reinforced aluminum matrix composites.

航天器在空间环境服役过程中受到复杂载荷的作用,金属基复合材料的低韧性给其安全服役带来了严峻的挑战。为了提高颗粒增强铝基复合材料的韧性和充分发挥复合效益,本项目基于自然界贝壳纳米叠层复合构型,构建B4C+n-Al2O3/Al复合模块,建立模块有序组装的均匀分布模型,调控仿生复合构型,压扭组装致密B4C+n-Al2O3/Al复合模块,阐明高度有序的仿生构型、弥散增强体与位错的交互作用,揭示压扭剪切变形过程中有序构型-模块组装-致密化相互作用关系,探明仿生多层次构型的强韧化机制,实现强度和塑性匹配优良的B4C+n-Al2O3/Al复合材料压扭模块组装。项目的实施对于促进仿生制备高强韧颗粒增强铝基复合材料的发展和应用具有重要的理论意义和研究价值。

项目摘要

应用于空间环境铝基复合材料的低塑性,为其制备加工和安全服役带来了严峻的挑战。为了提高基体与增强体的复合效益,项目以宏微观性能-强韧化机制-构型化设计为思路,基于仿生复合构型,开展了粉体有序组装实验研究,阐明了Al粉片状化演变规律;建立了基元有序组装的均匀分布复合组元,调控基元复合构型,制备了多层次构型铝基复合材料;塑性变形调控其组织和性能,揭示变形过程中高静水压力和变形与有序叠层和弥散分布之间关系,提高了增强铝基复合材料的强度。. 完成了粉体片状球磨制备和铝基复合材料致密化等研究。结果表明:随着球磨时间不断增加,Al粉片化薄化同时会碎化。随着原始Al粉粒径增大,片状Al粉易出现焊合和团聚现象。通过球磨和热塑性变形破碎铝粉表面氧化膜,获取体积分数含量可控的Al2O3增强体。复合构型有利于提高铝基复合材料的抗拉强度。通过冷压-热处理-热塑性的致密化和有序可控复合制备,获得多层次构型铝基复合材料的抗拉强度达到188.6MPa,为高强度铝基复合材料的制备提供理论指导。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

正交异性钢桥面板纵肋-面板疲劳开裂的CFRP加固研究

正交异性钢桥面板纵肋-面板疲劳开裂的CFRP加固研究

DOI:10.19713/j.cnki.43-1423/u.t20201185
发表时间:2021
2

特斯拉涡轮机运行性能研究综述

特斯拉涡轮机运行性能研究综述

DOI:10.16507/j.issn.1006-6055.2021.09.006
发表时间:2021
3

栓接U肋钢箱梁考虑对接偏差的疲劳性能及改进方法研究

栓接U肋钢箱梁考虑对接偏差的疲劳性能及改进方法研究

DOI:10.3969/j.issn.1002-0268.2020.03.007
发表时间:2020
4

氯盐环境下钢筋混凝土梁的黏结试验研究

氯盐环境下钢筋混凝土梁的黏结试验研究

DOI:10.3969/j.issn.1001-8360.2019.08.011
发表时间:2019
5

面向云工作流安全的任务调度方法

面向云工作流安全的任务调度方法

DOI:10.7544/issn1000-1239.2018.20170425
发表时间:2018

石文超的其他基金

相似国自然基金

1

高强韧CNTs/Al复合材料仿生构型设计与制备基础研究

批准号:51871057
批准年份:2018
负责人:陈俊锋
学科分类:E0105
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
2

单壁纳米碳管增强纳米Al基复合材料的制备及强韧化机制

批准号:50071059
批准年份:2000
负责人:丛洪涛
学科分类:E0105
资助金额:19.00
项目类别:面上项目
3

CNTs/Mg仿生多层次结构的构建和强韧化机制研究

批准号:51671066
批准年份:2016
负责人:王晓军
学科分类:E0105
资助金额:77.00
项目类别:面上项目
4

仿生层状CNTs/Ti复合材料设计制备与强韧化机理研究

批准号:51771064
批准年份:2017
负责人:崔喜平
学科分类:E0105
资助金额:62.00
项目类别:面上项目