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题名:
仿生层状复合材料增韧机理研究
作者: 邵传兵
学位类别: 硕士
答辩日期: 2011-05
授予单位: 中国科学院研究生院
授予地点: 北京
导师: 方敬忠 ; 刘红
关键词: 层状复合材料 磁控溅射 拉伸强度 显微硬度
学位专业: 光学工程
中文摘要: 层状复合材料是由两层或多层不同的材料组成,界面可以是强界面结合,也
可是弱界面结合,模拟了自然界中贝壳的微观组织结构。层状复合材料具有单层
厚度易控制、结构可调等优点,是高强、高韧复合材料的研究趋势之一。
本文研究了利用磁控溅射技术在抛光石英玻璃基片上制备层状复合材料的
工艺。通过实验优化工艺参数,制备了层状结构清晰、明锐的SiC/Cu 层状复合
材料和SiC/Al 层状复合材料。通过实验分析了Cu 层厚度、SiC 层厚度与层状复
合材料力学性能的关系。
研究表明,层状复合材料的显微硬度随金属层厚度增加而降低,随SiC 层厚
度增加而增加。通过对压痕形貌分析和计算,层状复合材料的韧性明显提高。
SiC/Al 层状复合材料的断裂韧性为6.3 MPa•m1/2,SiC/Cu 层状复合材料压痕周围
没有发现裂纹,表明SiC/Cu 层状复合材料的韧性好于SiC/Al 层状复合材料。与
单体SiC、Cu、Al 的拉伸强度相比,层状复合材料的拉伸强度明显提高,SiC/Cu
层状复合材料的拉伸强度最大为635MPa,SiC/Al 层状复合材料的拉伸强度最大
为206MPa。
通过扫描电镜观察拉伸试样的断口,可观察到裂纹偏转、裂纹分叉、金属塑
性变形、宏观桥联等现象,说明以上机制是层状复合材料极限拉伸强度提高的主
要原因。
语种: 中文
内容类型: 学位论文
URI标识: http://ir.ioe.ac.cn/handle/181551/602
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邵传兵. 仿生层状复合材料增韧机理研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2011.
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