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文档简介

#弯曲机制由Lange提出，其模型如图11-10（b）所示，强化相对于裂纹的扩展起阻碍作用，使裂纹的先端路径产生弯曲，扩展所需的能量消耗增加，材料的韧性提高。弯曲机制模型看上去很容易使人联想到位错钉扎模型，在阻碍位错或裂纹通过的作用这一点上，可以说二者的效果是相同的。弯曲机制往往与偏转机制同时发生，有时很难确定究竟是某一方起作用还是同时发生作用。韧性与强度的关系金属是一种富有延性与韧性的材料，一般地讲，随着强化相含量的增加，金属基复合材料的延性与韧性降低，即强度与弹性模量的提高往往是以牺牲延性与韧性为代价的。而陶瓷材料本身多为脆性材料，其塑性变形能力几乎为零（某些特殊条件下的超塑性现象除外），韧性很差，如果利用以上所述的各种韧化机制，在陶瓷材料中加人适当的强化相（包括种类的正确选择和加入量的适量化），则可以在提高陶瓷基复合材料强度的同时，提高其韧性，使强化与韧化同时实现。五、物理性能设计复合材料的物理性能设计主要包括密度、线膨胀系数、热传导率、热容量以及电磁性能的设计。密度一般来说，复合材料的密度可以用简单复合准则进行较精确的预测。线膨胀系数颗粒强化复合材料的线膨胀系数通常与简单复合准则不太相符，这是因为当强化颗粒的线膨胀系数与基体材料的不相等时，复合材料受热时将在颗粒的周围产生弹性应力场，使得其热膨胀行为变得较为复杂。热传导率颗粒强化复合材料的热传导率，可以用简单复合准则式（11-2）获得较好的预测值。当强化颗粒的含量较低时，采用Rayleigh-Maxwell理论式可以得到更为精确的预测值，其假设条件为分散相之间不产生相互作用。电磁性能电磁性能与导热性能一样，也是材料的固有性能。一般可用与Rayleigh-Maxwell理论式具有相同结构的模型来进行设计或预报。耐磨性颗粒弥散强化复合材料所具有的优异性能之一是其高耐磨性。通常只要在铝合金中加入少量«=0.5%〜5%）的强化颗粒，即可大幅度地提高其耐磨性。这一特性非常有用，因为少量的强化颗粒添加量意味着对基体材料的延性、断裂韧性的影响较小，对复合材料的后续加工性的损害不大。多数研究结果表明，强化颗粒的大小对复合材料耐磨性的影响很小，但将复合材料用作为滑动部件时，强化颗粒尺寸小的复合材料给予配合件（滑动配合的另一方）的磨损要小一些。六、可加工性与加工工艺设计一般来说，为了提高颗粒弥散强化复合材料的强度和弹性系数，降低其线膨胀系数，需要提高强化颗粒的含量。然而，强化颗粒含量的增加往往导致复合材料可加工性的大幅度降低。例如，延性与韧性的下降、硬度的增加等，将使材料的切削性能下降，挤压时模子的磨损增大，可锻造性劣化。以往的材料制备一般是根据金属学的原理，采用尝试的方法（因而也被贬称为炒菜的方法）制备出各种不同性能的材料，然后根据用途要求来选择材料，甚至不得不根据材料的性能来设计部件的形状、尺寸和使用条件。材料的可加工性往往被放在次要甚至被忽略的地位。未来材料科学技术发展的最终日标应该是，按照使用要求来设计材料的性能（或功能），并在性能设计的

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