通过调整润湿性开发具有高抗损伤性能的仿珍珠贝壳层状2024Al/B4C复合材料

• 作者: 汪洋 刘强 张标 张浩谦 金义程 钟兆新 叶健 任宇涵 叶枫 王文
• 来源期刊: 中国有色金属学报（英文版）
• 关键词: 生物启发复合材料 冷冻铸造 氢化钛 力学性能 耐损伤性
• 年，卷（期）: 2022,（4）
• 所属期刊栏目: 材料科学与工程|Materials Science and Engineering
• 页码范围: 1105-1118
• 页数: 14页
• 语种: 英文
• DOI: 10.1016/S1003-6326(22)65859-X

摘要

为了解决复合材料中B4C陶瓷相难以被金属铝润湿的问题,利用TiH2和B4C的原位反应引入TiB2,进而调节其润湿性和界面结合.通过将熔融合金压力浸渗到冷冻铸造法制备的多孔陶瓷支架中,制备具有层状结构的2024Al/B4C?TiB2复合材料.与2024Al/B4C复合材料相比,加入TiH2后复合材料的抗弯强度和裂纹扩展韧性分别由(484±27)MPa提高到(665±30)MPa和由(19.3±1.5)MPa·m1/2提高到(32.7±1.8)MPa·m1/2.这种优异的抗损伤能力来自于多重外在增韧机制,包括未开裂韧带的桥接、裂纹分叉、裂纹扩展和裂纹钝化,更重要的是,断裂模式从单一裂纹扩展转变为多裂纹扩展.这一策略为改善Al/B4C复合材料的润湿性和界面黏结性开辟了一条道路,从而生产出具有优良耐损伤性能的仿珍珠贝壳状材料.