2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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1、本文以航空航天結(jié)構(gòu)材料為研究背景,設(shè)計(jì)制備了Cf/Mg復(fù)合材料。利用金相顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、能譜儀(EDX)、電子拉伸試驗(yàn)機(jī)和熱膨脹儀等分析測(cè)試手段,對(duì)復(fù)合材料的微觀組織及性能進(jìn)行了研究。分析界面類型、界面結(jié)合對(duì)Cf/Mg復(fù)合材料力學(xué)性能及熱膨脹行為的影響機(jī)理。并在總結(jié)單向復(fù)合材料性能各向異性規(guī)律的基礎(chǔ)上,提出了連續(xù)碳纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料,二維平面內(nèi)各向同性設(shè)計(jì)方法。
  Cf/A

2、Z91D復(fù)合材料界面反應(yīng)物Al4C3及界面析出物Mg17Al12的數(shù)量隨著纖維石墨化程度升高而下降。Cf/ZM6復(fù)合材料中,基體合金元素Nd向界面偏聚,并在纖維表面形成塊狀 Mg12Nd相,提高界面結(jié)合強(qiáng)度。同時(shí)由于界面析出消耗附近基體中的Nd元素,導(dǎo)致近界面的鎂合金中形成無(wú)析出區(qū)。退火處理使Cf/Mg復(fù)合材料的基體合金中形成亞晶;T6處理使界面反應(yīng)物數(shù)量增多、界面析出相尺寸增加,并使基體中位錯(cuò)密度上升。
  在碳纖維中混雜SiC

3、顆粒后,SiC-AZ91D界面處形成塊狀 Mg17Al12;在SiC-ZM6界面處形成羽毛狀NdSi2,Mg17Al12和NdSi2改善增強(qiáng)體與鎂合金的潤(rùn)濕性,進(jìn)而提高復(fù)合材料力學(xué)性能,降低橫向熱膨脹系數(shù)。
  從T300、T700到M40纖維,對(duì)應(yīng)石墨化程度不斷升高,此時(shí)Cf/Mg復(fù)合材料界面結(jié)合強(qiáng)度逐漸由10.5MPa降低到6.65MPa。而復(fù)合材料的強(qiáng)度隨界面結(jié)合強(qiáng)度降低而升高,拉伸強(qiáng)度從381MPa上升到1267MPa,拉

4、伸模量在219~241GPa之間;彎曲強(qiáng)度從896MPa升高到1629MPa,彎曲模量在206~226GPa之間。Cf/Mg復(fù)合材料具有較好的高溫強(qiáng)度,在300℃以下,彎曲強(qiáng)度受溫度影響較小,為1200~1536MPa;當(dāng)溫度超過(guò)300℃則開(kāi)始急劇下降。
  單向Cf/Mg復(fù)合材料沿纖維方向的熱應(yīng)變,隨著溫度升高呈現(xiàn)非線性增加。在中溫區(qū)由于基體合金發(fā)生微塑性變形,以及由界面滑移導(dǎo)致的熱應(yīng)力松弛使膨脹曲線出現(xiàn)明顯的平臺(tái)。隨溫度升高和

5、纖維石墨化程度提高,復(fù)合材料熱膨脹系數(shù)降低。選擇含稀土鎂合金作為基體,或是對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行 T6處理都可以降低熱膨脹系數(shù)。
  Cf/Mg復(fù)合材料在熱循環(huán)過(guò)程中,由于熱應(yīng)力的作用而出現(xiàn)明顯的應(yīng)變滯后現(xiàn)象,并且由于基體合金的微塑性變形,導(dǎo)致復(fù)合材料在每次熱循環(huán)結(jié)束后存在殘余塑性變形。選擇含稀土鎂合金制備復(fù)合材料或是對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行 T6處理均可降低殘余塑性變形。
  本文將 Schapery公式進(jìn)行修正,可準(zhǔn)確計(jì)算連續(xù)碳纖維增強(qiáng)金

6、屬基復(fù)合材料橫向及縱向的熱膨脹系數(shù),并在此基礎(chǔ)上提出計(jì)算混雜增強(qiáng)復(fù)合材料熱膨脹系數(shù)的方法。在分析纖維排列方式對(duì)復(fù)合材料各向異性影響規(guī)律的基礎(chǔ)上,基于修正的Schapery理論,建立了Cf/Mg復(fù)合材料二維各向同性設(shè)計(jì)方法,通過(guò)該方法計(jì)算得到滿足二維平面內(nèi)各向同性要求的纖維排列方式,以此為理論基礎(chǔ)采用壓力浸滲法制備出準(zhǔn)各向同性2D-Cf/Mg復(fù)合材料。對(duì)其顯微組織、熱膨脹及力學(xué)性能進(jìn)行研究表明,2D-Cf/Mg復(fù)合材料基本性能具有明顯的各

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