噴射共沉積顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料阻尼特性的研究.pdf

1、隨著金屬基復(fù)合材料(MMC)的發(fā)展及其應(yīng)用范圍的拓展,對(duì)其阻尼性能的要求日益迫切.該文結(jié)合實(shí)際工程應(yīng)用的需求,對(duì)噴射共沉積顆粒增強(qiáng)Al基復(fù)合材料在多種熱處理狀態(tài)下的阻尼特性進(jìn)行了較為系統(tǒng)深入的研究.該文首次通過固溶后采用不同的冷卻方式,對(duì)不同熱處理狀態(tài)的6000系列Al/SiCp復(fù)合材料的阻尼特性進(jìn)行了系統(tǒng)的研究.結(jié)果表明,該類復(fù)合材料在不同的熱處理狀態(tài)下,阻尼特性的變化規(guī)律基本一致.熱處理對(duì)常溫下的阻尼性能影響不大,高溫下的阻尼性能存

2、在顯著不同.100℃~270℃阻尼能力的大小依次為:爐冷態(tài)>空冷態(tài)>-70℃>原樣>-195℃>水淬態(tài),超過180℃各熱處理態(tài)材料的阻尼能力均可達(dá)到1×10<'-2>以上,表現(xiàn)出較好的高溫阻尼性能.低溫下模量基本不隨頻率發(fā)生變化,超過160℃時(shí),隨著溫度提高大致表現(xiàn)為線性的下降,且頻率越低,模量的虧損越嚴(yán)重.理論分析認(rèn)為,該類復(fù)合材料的頻率特性是:以位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)耗能為主的情況下,阻尼性能隨著頻率的升高而增加;當(dāng)以界面粘滯性滑移耗能時(shí),阻尼隨

3、頻率的降低而增大.對(duì)6000系列Al/SiCp各種熱處理態(tài)試樣,在150℃~200℃的內(nèi)耗峰,以及首次在6000系列Al/SiCp/Gr(石墨)混雜增強(qiáng)復(fù)合材料中發(fā)現(xiàn)的同樣溫度區(qū)間內(nèi)的內(nèi)耗峰的形成機(jī)理進(jìn)行了分析.該文通過計(jì)算測得這種內(nèi)耗峰的激活能均高于1eV,且指數(shù)前因子介于10<'-15>~10<'-21>之間,內(nèi)耗峰的峰巔溫度T<,p>隨著頻率的提高向高溫移動(dòng),峰值內(nèi)耗提高.固溶處理后不同的冷卻速度對(duì)于內(nèi)耗峰有明顯的影響,當(dāng)淬火冷卻

4、速度高于水淬時(shí),隨著冷速的加大,內(nèi)耗峰向高溫移動(dòng).通過引入位錯(cuò)阻尼模型和建立界面的微滑移模型,對(duì)SiCp/Gr混合增強(qiáng)的Al基復(fù)合材料的阻尼特性進(jìn)行了研究.表明混雜增強(qiáng)的MMC的最主要阻尼機(jī)制可以歸結(jié)為:在低溫下的位錯(cuò)阻尼機(jī)制、Gr/基體界面的微滑移和界面阻尼機(jī)制;較高溫下的界面的滑移機(jī)制和位錯(cuò)脫釘阻尼機(jī)制.采用有限元方法,利用實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù),首次通過建立多顆粒模型,在考慮熱處理因素、界面實(shí)際應(yīng)力狀態(tài)等的更加接近實(shí)際的條件下,對(duì)顆粒增強(qiáng)Al