《颗粒增强复合材料制备与触变塑性成形》对作者近年来研究和开发的颗粒增强复合材料制备与触变塑性成形技术做了系统的介绍，内容包括颗粒增强复合材料的制备，颗粒增强复合材料的性能表征，颗粒增强复合材料半固态坯料制备，颗粒增强复合材料的二次重熔，颗粒增强复合材料触变压缩变形力学行为，颗粒增强复合材料触变塑性成形的本构关系建立，颗粒增强复合材料触变塑性成形的数值模拟。
　　本书可供高等院校师生、研究院所科研人员以及从事复合材料加工的工程技术人员学习参考。

 

　　第1章  绪论
　　材料是社会进步的物质基础和先导，是人类进步的里程碑。近年来，随着科学技术的飞速发展，对材料性能的要求越来越高。在许多领域，传统的单一材料已越来越不能满足实际需要。复合材料的出现是金属、陶瓷、高分子等单质材料发展的必然结果，是各种单质材料研制和使用经验的综合，也是单质材料技术的升华。复合材料的兴起与发展极大地促进了现代工业的进步，也为材料科学与工程学的持续发展注入了强大的生机与活力。
　　1．1  复合材料的定义与分类
　　1．复合材料的定义
　　复合材料是由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料。这些具有不同物理和化学性质的物质，以微观、细观或宏观等不同的结构尺度与层次，经过复杂的空间组合而形成的一个材料系统。复合材料的组分材料虽然保持其相对独立性，但复合材料的性能却不是组分材料性能的简单加和，而是有着重要的改变。复合材料一般由基体材料与增强体材料组成。
　　2．复合材料的分类
　　一般来说，复合材料有以下三种分类方法。
　　（1）按基体材料的不同：可分为聚合物基、金属基、陶瓷基、塑料基、水泥基等复合材料。
　　（2）按增强相形状的不同：可分为颗粒、纤维和层状等复合材料。
　　（3）根据其用途的不同：可分为结构复合材料和功能复合材料两大类。
　　1．2  常用基体材料
　　复合材料的基体材料通常分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金等；非金属基体常用有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨和碳等。
　　1．3  颗粒增强体材料
　　颗粒增强体材料一般分为外加和内生两种，通常为具有高强度、高弹性模量，耐热、耐磨性好，耐高温的陶瓷、石墨等非金属颗粒，如SiC、B4C、AleOa、TiC、TiBe、BN、A1N、Si3N2、NbN、SiO2、VC、WC、ZrC、Zr（）e、ZrBe、MgO、MoSe、MoeC、MoSi2、石墨和细金刚石等。
　　1．4  颗粒增强金属基复合材料的制备方法
　　颗粒增强金属基复合材料的性能、特点、应用和制造成本等在很大的程度上取决于其制备工艺和方法。制备颗粒增强金属基复合材料的方法很多，在制备过程中合金基体可以是液相，也可以是固体粉末；增强相可以直接外加引入，也可以在基体中原位合成。目前，颗粒增强金属基复合材料的制备E艺和方法可分为搅拌铸造法、粉末冶金法、原位生成法、挤压铸造法和喷射成形法等。
　　搅拌铸造法
　　搅拌铸造法（图l—1）制备金属基复合材料最早起源于1968年，由S．R。y在熔化的铝液中加入氧化铝，并通过搅拌含有陶瓷粉末的熔化状态的铝合金而来的。搅拌铸造法根据铸造时加热温度的不同可分为3种：全液态搅拌铸造法。即在液相线以上的液态金属中加入增强体，搅拌一定时间后浇铸；②半固态搅拌铸造法。即在固液相温度之间加入增强体搅拌一定时间后浇铸；③搅熔铸造法。即在固液相温度之间加入增强体，搅拌一定时间后，升温至基体合金液相线温度以上后浇铸。搅拌铸造法的特点：工艺简单，操作方便，可以生产大体积的复合材料，设备投入少，生产成本低，适宜大规模生产。但加入的增强相体积分数受到限制，一般不超过20％，并且搅拌后产生的负压使复合材料很容易吸气而形成气孔，同时，增强颗粒与基体合金的密度不同易造成颗粒沉积和微细颗粒的团聚等现象。谭彦显研究了不同铸造工艺条件下的SiCP／Mg（AZ81）复合材料的微观组织结构，并对其气孔率进行测定。结果表明：搅拌温度、颗粒体积分数和颗粒大小对气孔率有影响，搅拌温度越高和增强颗粒体积分数增加，气孔率上升；当增强颗粒尺寸一定时，气孔率随颗粒体积分数的增加而增加。高俊江，采用搅拌铸造法制备了短碳纤维增强2024铝基复合材料，结果表明：碳纤维分散均匀，与基体结合良好；短碳纤维增强铝基复合材料铸态组织的气孔率比较高，密度和致密性相对较低。孙小岚采用搅拌铸造法制备出短碳纤维增强铝基复合材料，在制备过程中，采用上平下斜浆叶进行搅拌，既可避免卷入大量气体，又可使碳纤维分散均匀。
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第1章　绪论
1．1　复合材料的定义与分类
1．2　常用基体材料
1．3　颗粒增强体材料
1．4　颗粒增强金属基复合材料的制备方法
1．5　半固态成形技术及其成形方法
1．6　半固态成形的应用现状及发展趋势
参考文献
第2章　颗粒增强复合材料的制备
2．1　复合材料的制备方法
2．2　不同制备工艺对SiCp／AZ61复合材料微观组织的影响
2．2．工　全液态搅拌铸造法对复合材料微观组织的影响
2．2．2　半固态搅拌铸造法对复合材料微观组织的影响
2．2．3　搅熔铸造法对复合材料微观组织的影响
2．2．4　不同搅拌工艺对复合材料形成机制的影响因素分析
2．3　正交试验法对SiCp／AZ61复合材料制备工艺的优化
2．3．1　试验方案确定
2．3．2　试验结果与分析
2．4　BP神经网络对SiCP／AZ61复合材料的力学性能预测
2．4．1　BP网络
2．4．2　BP网络的学习算法
2．4．3　SiCP／AZ6工复合材料的力学性能预测
参考文献
第3章　颗粒增强复合材料的性能表征
3．1　SiCP／AZ6l复合材料的阻尼性能
3．1．工　温度对材料阻尼性能的影响
3．1．2　应变振幅对材料阻尼性能的影响
3．1．3　频率对复合材料阻尼性能的影响
3．1．4　SiC增强颗粒含量对材料阻尼性能的影响
3．1．5　阻尼机制分析
3．2　SiCP／AZ6l复合材料高温蠕变性能
3．2．1　恒定载荷、恒定温度下复合材料的蠕变性能
3．2．2　增强相SiC颗粒体积分数对复合材料蠕变性能的影响
3．2．3　复合材料的蠕变变形机理分析
参考文献
第4章　颗粒增强复合材料半固态坯料制备
4．1　半固态等温热处理法制备SiCp／AZ61复合材料半固态坯料
4．1．1　加热温度工艺
4．1．2　加热温度和保温时间对复合材料等温热处理组织的影响
……
第5章　颗粒增强复合材料的二次重熔
第6章　颗粒增强复合材料触变压缩变形力学行为
第7章　颗粒增强复合材料触变塑性成形本构关系的建立
第8章　颗粒增强复合材料触变塑性成形数值模拟