仿生叠层原位铝基复合材料的弯曲性能与增韧机制

作者：欧阳菲; 张良贤; 罗茜; 赵科; 刘金铃^*

来源：中国有色金属学报, 2023, 33(11): 3582-3594.

• 仿生复合材料
• 叠层复合材料
• 铝
• 弯曲性能
• 增韧

受贝壳的珍珠层结构启发，本文开展了铝基复合材料的构型设计，采用片状粉末冶金工艺制备了具有仿生叠层结构特征的原位Al-O结构增强铝基复合材料，研究了复合材料的弯曲性能及断裂特征，并讨论了叠层结构的特征尺寸对弯曲性能的影响。当仿生叠层原位铝基复合材料中的软相平均厚度为0.83μm时，弯曲强度可达402.6 MPa，断裂韧性值为11.8 MPa·m1/2，实现了良好的强韧性匹配。通过对裂纹扩展路径的观察，揭示了仿生叠层结构在抑制裂纹扩展，促使裂纹偏转，以及形成分层裂纹等方面的作用。本文的研究结果为高强韧铝基复合材料的构型设计和性能优化提供了新思路。

• 单位
  航天学院; 西南交通大学