通过调整润湿性开发具有高抗损伤性能的仿珍珠贝壳层状2024Al/B4C复合材料(英文)

作者：汪洋; 刘强^*; 张标; 张浩谦; 金义程; 钟兆新; 叶健; 任宇涵; 叶枫^*; 王文

来源：Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2022, 32(04): 1105-1118.

• 生物启发复合材料
• 冷冻铸造
• 氢化钛
• 力学性能
• 耐损伤性

为了解决复合材料中B4C陶瓷相难以被金属铝润湿的问题，利用TiH2和B4C的原位反应引入TiB2，进而调节其润湿性和界面结合。通过将熔融合金压力浸渗到冷冻铸造法制备的多孔陶瓷支架中，制备具有层状结构的2024Al/B4C-TiB2复合材料。与2024Al/B4C复合材料相比，加入TiH2后复合材料的抗弯强度和裂纹扩展韧性分别由(484±27) MPa提高到(665±30) MPa和由(19.3±1.5) MPa·m1/2提高到(32.7±1.8) MPa·m1/2。这种优异的抗损伤能力来自于多重外在增韧机制，包括未开裂韧带的桥接、裂纹分叉、裂纹扩展和裂纹钝化，更重要的是，断裂模式从单一裂纹扩展转变为多裂纹扩展。这一策略为改善Al/B4C复合材料的润湿性和界面黏结性开辟了一条道路，从而生产出具有优良耐损伤性能的仿珍珠贝壳状材料。

• 单位
  哈尔滨工业大学