復合材料中金屬基體合金熱加工分析顯微鏡
DRMMCs強化機制分類
如果將復合材料彈性模量提高也視為廣義的強化現象,則按
照增強體在金屬基體中所發揮的全部效應,可把所有DRMMCs強化
因素歸納為兩類:物理強化機制和力學強化機制。
由于增強體加入而造成金屬基體產生的附加物理冶金學強化
效應為物理強化機制(physical strengthening mechanisms)。
各種物理冶金學現象,如位錯密度升高、析出相形態改變、
晶粒細化、織構變化以及陶瓷/金屬(M/C)界面的物理效應等,
均可用物理冶金學理論進行處理。
復合材料中金屬基體的強化程度往往比單一合金高得多。研
究指出,這種強化效應源于基體與增強體間的熱膨脹系數差異。
效夾雜物理論,利用位錯沖孔模型估算的位錯密度;Nakamura和S
uresh等用FEM方法得到的結果,均指出基體中位錯密度隨Aa(即線
膨脹系數差)的增大而升高,但未見與實驗觀察相一致的定量研究
結果。雖然線膨脹系數差造成溫度變化時(如熱成型、熱加工、熱
處理)基體的整體或局部發生了塑性變形,產生可觀的熱變形位錯
和相間殘余應力,但這些仍未包括物理強化機制的全部——未考
慮復合材料內的M/C界面對基體金屬位錯運動的影響(或界面對基
體塑性變形的約束)。M/C界面除對基體金屬中的位錯分布產生影
響外,還對基體中位錯的初始運動產生作用。另外,基體中時效
析出相的形態也受到不同界面(離界面距離、界面幾何和化學)的
影響。許多研究者對DRMMCs的時效行為進行了仔細研究,得到一
個共同的結論:以可時效硬化鋁合金為基體的DRMMCs,其時效峰
值出現的時間比單一合金大大縮短。