成果名称: 多尺度协同强化SiC/Al-Zn-Mg-Cu复合材料的界面调控与力学性能研究
完成单位: 广东省科学技术厅
主要人员: 马国楠
介绍:

一、课题来源:广东省科学技术厅,粤莞基金青年项目。
二、研究目的与意义:旨在设计并实现近界面组织调控,同时提高复合材料强度和塑性,澄清影响复合材料力学性能的关键因素,为开发高性能颗粒增强铝合金复合材料体提供了新思路。
三、主要论点与论据:1、揭示纳米增强相的种类、尺寸和分布对近界面区域位错容纳能力的影响机制。不同的纳米增强相对位错的钉扎能力不同,增强相的种类、尺寸和分布是影响近界面组织调控对复合材料力学性能提升效果的关键因素。2、阐明近界面区域纳米增强相对复合材料沉淀相析出行为的影响规律。对于Al-Zn-Mg-Cu基体合金,沉淀强化是最重要的强化机制。通过引入纳米增强相强化近界面区域基体的同时,考虑沉淀相尺寸、密度和分布的变化,对阐明近界面组织调控对复合材料整体强度和塑性的影响规律至关重要。
四、创见与创新:首次提出对SiC/Al-Zn-Mg-Cu复合材料近界面区域微观组织设计的新方法,仅在近界面区域基体中引入适量纳米增强相,提高近界面基体位错容纳能力,实现纳米增强相辅助微米颗粒的协同强化效果;将溶胶涂覆与氢气还原技术相结合,不仅要在SiC表面形成单质W颗粒,还要通过调控涂覆工艺,控制W颗粒的形态,使其在大塑性变形过程中能够脱离界面,进入近界面基体中,从而达到调控近界面微观组织的目的。这是一次铝基复合材料近界面微观组织调控技术的全新尝试。
五、社会经济效益,存在的问题:通过本项目的研究,取得了SiC/Al近界面调控对复合材料性能调控的重要突破,但是针对Zn含量低于8wt.%的复合材料中,组织调控的优势并未充分发挥,在此基础上,我们探索了高Zn含量如13wt.%复合材料的开发,其界面开裂问题更严重,因此,后续工作中,我们计划将近界面调控技术应用与高Zn含量SiC/Al-Zn-Mg-Cu复合材料中,获得更好的强韧化效果。推动高性能铝基复合材料工程化应用,具有巨大社会效益。
六、历年获奖情况:无。

 

批准登记号:
登记日期: 2025-03-27
研究起止时间: 2021-10-01至2024-09-30
所属行业: 科学研究和技术服务业
所属高新技术类别:
评价单位名称: 广东省科学技术厅
评价日期: 2025-01-08