Al-TiO_2-C系原位合成铝基复合材料高温拉伸性能及断裂机理.pdf

第 27 卷 　第 4 期 航 　空 　材 　料 　学 　报 Vol12 7, No14　 2007 年 8 月 　 　 JOURNAL OF A ERONAU TICAL MA TER IAL S A ugu st　2 007 A l2T iO2 2C 系 原 位 合 成 铝 基 复 合 材 料 高 温 拉 伸 性 能 及 断 裂 机 理 朱和国 , 　袁运站 , 　陈 　　, 　吴 　旭 , 　虞海燕 (南京理工大学 材料科学与工程系 , 南京 2 10094 摘要 : 讨论了 A l2TiO2 2C反应系原位反应合成铝基复合材料 的常温和 高温拉伸性能及其断裂机理 。当 C / T iO2 摩尔 比为 0 时 ,增 强相 由 α2A l O 和 A l T i组成 , 随 C / TiO 摩尔 比的增加 , A l T i逐渐减少 ,在 C / T iO 摩尔 比为 1时 , 2 3 3 2 3 2 A l T i基 本消 失 。室温抗拉强度和延伸率随 C / T iO 摩尔 比的增加 而同步提高 , 分别 由 250. 4 M Pa和 4. 0%上升到 3 2 350. 8 M Pa和 6. 0% 。SEM 观察发现有的 A l T i 自身解理开裂 ,并在四周形成较大韧窝 ,拉伸时裂纹核可在 A l T i棒 3 3 α 中和基体中 2A l O 的聚集处形成 ,并分别在棒的解理面和基体中扩展引起断裂 。高温时 , 热错配应力促使裂纹核 2 3 先于基体在 A l T i棒与基体的界面萌生扩展 ,A l T i从基体中脱离 ,断 口出现洞坑 , C / T iO 摩尔比为 1 的复合材料在 3 3 2 727K时 ,拉伸强度降为 93. 3M Pa,延伸率升为 11. 0% 。 关键词 : 原位反应 ; 铝基复合材料 ; 高温拉伸性能; 断裂机理 中图分类号 : TB 333　　　　　　　　　文献标识码 : A 　　　　　　　　文章编号 : 1005250 53 ( 2007 04 200 54 206 　　铝基复合材料具有 的高 比强度 、比刚度和 良好 温力学性能展开研究 ,并利用 SEM 扫描 电镜观察断 的高温性能 ,在航空 、航天 、汽车等领域已有广泛应 口,分析断裂机理 ,为实际应用提供理论基础 。 用 。一般认为复合材料 的性 能与增强相 的体积分 1　实验方法 数 、形状 、尺寸 、分布 的均匀性 以及微观结构密切相 关 [ 1～3 ] 。原位反应产生 的增强相热力学稳定 ,分布 　　采用纯 度分别为 99. 6% , 99. 0 %和 9 9. 0 %的 相对均匀 ,增强相与基体 的共格性好 ,界面干净 ,结