Ti-Al3Ti層狀復合材料制備及界面力學性能研究.pdf

1、Ti/Al3Ti層狀復合材料是一種具有低密度、高強度、高模量、良好的韌性等優(yōu)異特性的新型復合材料，目前對該層狀復合材料研究大多集中在制備工藝、斷裂失效等方面，但對該材料界面方面的研究鮮見報道。由于界面對復合材料而言是決定復合材料的物理及力學性能的關鍵，因此，本文利用真空熱壓爐燒結制備Ti/Al3Ti層狀復合材料，并通過測試復合材料的壓縮性能以及不同類型的層間斷裂（Ⅰ+Ⅱ型、Ⅱ型），研究層狀復合材料的界面特性。
　　研究結果表明：對

2、原始Ti箔與Al箔進行真空熱壓燒結，制備出的Ti/Al3Ti復合材料在顯微結構上沒有明顯缺陷，層與層間結合界面良好，且制備出的材料中僅有Ti與Al3Ti相；準靜態(tài)下的壓縮性能表明，隨著應變率的不斷增加，Ti/Al3Ti層狀復合材料的壓縮強度基本保持不變，垂直疊層方向加載的壓縮強度為1250MPa，平行于疊層方向加載的壓縮強度為1100MPa；高應變率加載條件下，垂直于疊層方向的動態(tài)壓縮強度為1350 MPa；不同類型的層間斷裂結果表明，

3、Ⅱ型層間斷裂的能量釋放率高于Ⅰ+Ⅱ型，且隨著加載速率的增加，Ⅰ+Ⅱ型層間斷裂的能量釋放率減小，而II型的起裂能量釋放率則呈增加趨勢；隨著Ti與Al3Ti層數的改變，界面斷裂載荷及能量釋放率存在一臨界 Ti層數；在其他條件一定的情況下，隨著試樣預裂紋尺寸的增加，Ⅰ+Ⅱ型層間斷裂能量釋放率呈增加趨勢，而Ⅱ型層間斷裂能量釋放率則無明顯變化；并通過對斷口的觀察表明，由于層狀復合材料中 Ti層以及層間的弱界面作用，使裂紋在斷裂過程中發(fā)生了偏轉，提