编号：FTJS10043
篇名：玻璃空心微球/铝基多孔复合材料的制备及其准静态压缩特性和吸能性能
作者：林颖菲 SHILKO Serge 张强 路建宁 冯晓伟 田卓 尹翠翠 冯波
关键词： 铝基多孔复合材料 空心微球含量 空心微球尺寸 准静态压缩特性 吸能性能
机构： 广东省科学院新材料研究所 广东省金属强韧化技术与应用重点实验室 广东省钢铁基复合材料工程实验室 白俄罗斯科学院金属-聚合物研究所 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院
摘要： 铝基多孔复合材料由铝基体和空心微球复合而成,兼具轻质与吸能特性。本文采用放电等离子烧结(SPS)方法制备玻璃空心微球/铝基多孔复合材料,通过光学显微镜、SEM、准静态压缩原位观察和数字图像相关技术表征,分析了空心微球含量及尺寸对复合材料准静态压缩变形行为和吸能性能的影响。结果表明:两步升温SPS烧结制备所得的铝基多孔复合材料,其微球弥散均匀嵌于铝基体中,铝基体熔合致密。随空心微球含量增加,复合材料压缩应力整体降低,屈服平台区扩大但由平滑转变为锯齿状,压缩变形行为从较均匀的鼓状形变逐渐发展为脆性剪切,微球体积分数为50vol%的多孔复合材料吸能能力为23.6 J·cm−3,高于体积分数为30vol%和70vol%的多孔复合材料,复合材料吸能能力与微球含量间存在最优对应关系。小尺寸微球具有更好的抗压能力,随小尺寸微球占比的提高,复合材料微观上可承受更高的应力-应变集中,宏观上剪切形变的压缩应变增大,本文中小尺寸微球多孔复合材料的峰值应力和吸能能力分别为89.4 MPa和29.0 J·cm−3,与大尺寸微球多孔复合材料相比分别提高23.5%和22.9%。
