基于同步辐射X射线的SiC颗粒/Al复合材料变形损伤
来源期刊：复合材料学报2019年第12期
论文作者：宋广军 别必雄 钟政烨
文章页码：2860 - 2868
关键词：SiCP/Al复合材料;变形损伤;同步辐射;X射线数字图像相关;应变场;
摘 要：通过原位X射线成像系统研究了两种SiC粒径配比（45μm和（45+100）μm）对70vol%SiC颗粒（SiCP）/Al复合材料变形损伤行为的影响。在准静态压缩加载下,利用X射线数字图像相关方法（XDIC）计算了SiCp/Al复合材料在不同变形阶段的应变场分布。宏观应力-应变曲线表明,因颗粒尺寸引起的SiCp/Al复合材料的强度差异较小,但粒径配比为45μm的SiCP/Al的延展性明显优于（100+45）μm的SiCP/Al。细观应变场分析表明,粒径配比为（100+45）μm的SiCP/Al比45μm的SiCP/Al更早出现变形损伤带,且前者在变形后期其应变场不均匀性更高。这是由于（100+45）μm SiCP/Al中更早在大颗粒附近出现应变集中点,而且这些集中点会迅速长大和汇聚进而形成宏观裂纹,导致材料更早失效和破坏。因此,减小颗粒尺寸和促进颗粒均匀分布有利于提高颗粒增强金属基复合材料的延展性。断口回收分析表明:两种颗粒尺寸的SiCP/Al复合材料的断裂模式都属于脆性断裂,且断口中都发现有颗粒破坏和界面脱粘现象存在。
宋广军1,2，别必雄1,2，钟政烨1,2
1. 西南交通大学材料先进技术教育部重点实验室
摘 要：通过原位X射线成像系统研究了两种SiC粒径配比（45μm和（45+100）μm）对70vol%SiC颗粒（SiCP）/Al复合材料变形损伤行为的影响。在准静态压缩加载下,利用X射线数字图像相关方法（XDIC）计算了SiCp/Al复合材料在不同变形阶段的应变场分布。宏观应力-应变曲线表明,因颗粒尺寸引起的SiCp/Al复合材料的强度差异较小,但粒径配比为45μm的SiCP/Al的延展性明显优于（100+45）μm的SiCP/Al。细观应变场分析表明,粒径配比为（100+45）μm的SiCP/Al比45μm的SiCP/Al更早出现变形损伤带,且前者在变形后期其应变场不均匀性更高。这是由于（100+45）μm SiCP/Al中更早在大颗粒附近出现应变集中点,而且这些集中点会迅速长大和汇聚进而形成宏观裂纹,导致材料更早失效和破坏。因此,减小颗粒尺寸和促进颗粒均匀分布有利于提高颗粒增强金属基复合材料的延展性。断口回收分析表明:两种颗粒尺寸的SiCP/Al复合材料的断裂模式都属于脆性断裂,且断口中都发现有颗粒破坏和界面脱粘现象存在。
关键词：SiCP/Al复合材料;变形损伤;同步辐射;X射线数字图像相关;应变场;
