編號：FTJS10043
篇名：玻璃空心微球/鋁基多孔復(fù)合材料的制備及其準(zhǔn)靜態(tài)壓縮特性和吸能性能
作者：林穎菲 SHILKO Serge 張強(qiáng) 路建寧 馮曉偉 田卓 尹翠翠 馮波
關(guān)鍵詞： 鋁基多孔復(fù)合材料 空心微球含量 空心微球尺寸 準(zhǔn)靜態(tài)壓縮特性 吸能性能
機(jī)構(gòu)： 廣東省科學(xué)院新材料研究所 廣東省金屬強(qiáng)韌化技術(shù)與應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 廣東省鋼鐵基復(fù)合材料工程實(shí)驗(yàn)室 白俄羅斯科學(xué)院金屬-聚合物研究所 哈爾濱工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院
摘要： 鋁基多孔復(fù)合材料由鋁基體和空心微球復(fù)合而成,兼具輕質(zhì)與吸能特性。本文采用放電等離子燒結(jié)(SPS)方法制備玻璃空心微球/鋁基多孔復(fù)合材料,通過光學(xué)顯微鏡、SEM、準(zhǔn)靜態(tài)壓縮原位觀察和數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)表征,分析了空心微球含量及尺寸對復(fù)合材料準(zhǔn)靜態(tài)壓縮變形行為和吸能性能的影響。結(jié)果表明:兩步升溫SPS燒結(jié)制備所得的鋁基多孔復(fù)合材料,其微球彌散均勻嵌于鋁基體中,鋁基體熔合致密。隨空心微球含量增加,復(fù)合材料壓縮應(yīng)力整體降低,屈服平臺區(qū)擴(kuò)大但由平滑轉(zhuǎn)變?yōu)殇忼X狀,壓縮變形行為從較均勻的鼓狀形變逐漸發(fā)展為脆性剪切,微球體積分?jǐn)?shù)為50vol%的多孔復(fù)合材料吸能能力為23.6 J·cm−3,高于體積分?jǐn)?shù)為30vol%和70vol%的多孔復(fù)合材料,復(fù)合材料吸能能力與微球含量間存在最優(yōu)對應(yīng)關(guān)系。小尺寸微球具有更好的抗壓能力,隨小尺寸微球占比的提高,復(fù)合材料微觀上可承受更高的應(yīng)力-應(yīng)變集中,宏觀上剪切形變的壓縮應(yīng)變增大,本文中小尺寸微球多孔復(fù)合材料的峰值應(yīng)力和吸能能力分別為89.4 MPa和29.0 J·cm−3,與大尺寸微球多孔復(fù)合材料相比分別提高23.5%和22.9%。
