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材料导报  2021, Vol. 35 Issue (Z1): 180-185    
  无机非金属及其复合材料 |
孔隙对陶瓷基复合材料强度影响的研究进展
鲁明远1, 韩保红1, 赫万恒1, 倪新华1,2, 于金凤1
1 陆军工程大学石家庄校区,石家庄 050003
2 陆军步兵学院,南昌 330100
Research on Effect of Porosity on the Strength of Ceramic Matrix Composites
LU Mingyuan1, HAN Baohong1, HE Wanheng1, NI Xinhua1,2, YU Jinfeng1
1 Shijiazhuang Campus of Army Engineering University, Shijiazhuang 050003, China
2 The Army Infantry school, Nanchang 330100, China
下载:  全 文 ( PDF ) ( 2474KB ) 
输出:  BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 陶瓷基复合材料具有较强的结构特性,是一种多相体材料。其力学性能及损伤破坏规律不仅取决于各组分材料性能,同时也取决于细观结构特征。对于复合材料的强化,通常是通过掺入夹杂物以提升其界面强度。但是由于夹杂掺入的不均匀性,以及制备工艺无法排净的空气和其他杂质,使得基体尤其是界面附近的基体,不可避免的存在孔隙,这些孔隙在受到外部载荷时产生裂纹继而扩展,造成材料失效。因此通过研究材料在遭受外部载荷冲击时,其在细观层面的损伤演化与宏观失效表现的关系,从细观层面分析材料损伤演化的规律和断裂机理,不仅可以为复合材料的制备提供理论上的指导,而且还可以通过对材料细观结构的进一步优化达到设计材料的目的。
本文介绍了陶瓷基复合材料在制备过程中产生的缺陷、缺陷致使材料发生损伤失效以及缺陷对复合材料有效强度影响的研究现状,在总结复合材料相关研究成果及不足的基础上,结合仿真建模分析手段对下一步复合材料有效强度问题研究进行了展望。
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鲁明远
韩保红
赫万恒
倪新华
于金凤
关键词:  复合材料  孔隙  失效  强度    
Abstract: Ceramic matrix composites with strong structural characteristics, is a kind of multiphase materials.Its mechanical properties and the regularity of damage not only depends on the material properties of components, but also depends on the mesoscopic structure characteristics.Past for reinforcement of composite materials, usually by adding inclusions, makes the interface strength is improved.But as a result of the mixed with non-uniformity, and the preparation process to clean air and other impurities, makes the substrate near the interface of substrate, in particular, inevitable existence of the pore, pore under external load when the crack and then expand, causing material failure.So by studying the material under external load impact, its performance in the damage evolution of mesoscopic level and macro failure, the relationship between material from the mesoscopic level analysis the rule of damage evolution and fracture mechanism, can not only provide theoretical guidance for the preparation of composite materials, but also through the further optimization of material mesoscopic structure to achieve the purpose of design materials.
In this paper, the current ceramic matrix composites, has introduced the preparation of defect, defect cause material damage failure occurred, and the research status of the influence of the effective strength of the composites, the composite material related research achievements and disadvantages, on the basis of combining the simulation modeling analysis method for composite material next effective strength problem research was discussed.
Key words:  composites micromechanics    pore    failure    strength
                    发布日期:  2021-07-16
ZTFLH:  TB332  
基金资助: 国家自然科学基金(11272355)
通讯作者:  664380426@qq.com   
作者简介:  鲁明远,现为陆军工程大学石家庄校区车辆与电气工程系2019级硕士研究生,就读于材料科学与工程专业。在韩保红教授和赫万恒讲师的指导下进行研究,研究工作主要围绕陶瓷基先进材料,力学性能分析,力学性质表征。 韩保红,现为陆军工程大学石家庄校区教授,技术5级,硕士生导师;1991年本科毕业于北京理工大学自动控制系;1998年研究生毕业于太原理工大学机械工程系,获工学硕士;曾是总装备部“1153”人才工程第三层次培养对象,2010年度享受军队优秀专业技术人才三类岗位津贴,2008年获军队育才奖银奖,2017年获中国力学学会全国徐芝纶力学优秀教师奖;2018年被聘为校区教学督导专家;主讲的《理论力学》课程2007年被评为总装备部优质课;主讲的《振动理论》课程被确定为原总装信息化教学改革工程建设课程;2016年作为骨干参加“十三五”高等教育科学研究重大攻关课题“理论力学军事应用案例”建设;作为项目负责人和骨干参加教学研究项目10项,其中一项获全军院校基础实验课程虚拟实验室推广一等奖,一项获总装院校优秀成果一等奖,另获院校级教学成果一等奖1项,二、三等奖各1项,撰写教学研究论文20篇。3次被评为河北省大学生力学竞赛优秀指导教师;共指导9名硕士研究生;做为项目负责人主持和参加包括国家自然科学基金、原总装试验技术、国防预研等多项总部级科研项目,研制的弹药改装设备已在部队应用,形成良好的军事效益,完成国防科技报告4份;发表学术论文60多篇;主编和参编教材8部,申请实用新型专利6项,软件著作权4项。
引用本文:    
鲁明远, 韩保红, 赫万恒, 倪新华, 于金凤. 孔隙对陶瓷基复合材料强度影响的研究进展[J]. 材料导报, 2021, 35(Z1): 180-185.
LU Mingyuan, HAN Baohong, HE Wanheng, NI Xinhua, YU Jinfeng. Research on Effect of Porosity on the Strength of Ceramic Matrix Composites. Materials Reports, 2021, 35(Z1): 180-185.
链接本文:  
http://www.mater-rep.com/CN/  或          http://www.mater-rep.com/CN/Y2021/V35/IZ1/180
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