导读:本文包含了超硬复合材料论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:金刚石,碳化硅,超硬复合材料,冲击强度
超硬复合材料论文文献综述
李媛媛,喻寅,孟川民,张陆,王涛[1]（2019）在《金刚石-碳化硅超硬复合材料的冲击强度》一文中研究指出不同于延性介质,脆性介质的失效破坏严重制约着材料的强度.本文采用一种定量描述脆性介质力学性质的格点-弹簧模型,研究了金刚石-碳化硅超硬复合材料的冲击强度及其细观损伤机理,有助于避免灾变破坏、提高冲击强度.在模型中,通过构建不同体积分数比的金刚石和碳化硅两相复合材料,模拟获得了经受冲击波压缩形变后的宏观波剖面,显示出随着金刚石颗粒含量增加,冲击强度逐渐增大,而后减小;对应于这种变化,损伤演化分析揭示出存在叁种细观损伤模式,当金刚石颗粒含量在10%—50%范围内增加时,长距离扩展滑移带占主导;当金刚石颗粒含量为70%时,滑移带已由长距离扩展演化为短细滑移带,损伤主要来自于碳化硅基体,多数金刚石颗粒未发生损伤;当金刚石颗粒含量超过70%的临界值后,短细滑移带也将被强烈限制,应力集中致使金刚石颗粒被严重损伤,冲击强度下降.研究结果为优化设计金刚石-碳化硅超硬复合材料以及制备新型抗冲击材料提供了物理认知.(本文来源于《物理学报》期刊2019年15期）
王云鹏[2]（2019）在《剪切变硬复合材料的力学行为研究》一文中研究指出剪切变硬胶(STG)是一种低交联度聚硼硅氧烷,STG的力学性能可以自适应环境应力场,对外界激励表现出可逆的灵敏反应,是一种集传感功能、响应功能、自修复能力和自适应能力于一体的剪切增稠智能材料。自然状态下,STG处于黏性流态,弹性模量较低;受到较高应变率的应力刺激时,储能模量、黏度等急剧提升,STG转变到橡胶高弹态和玻璃态;一旦应力卸载,STG又会迅速恢复到初始黏流态。这一独特的力学性质,使得以STG为基础的剪切变硬复合材料,在人体防护、灵敏传感、减振隔振等领域表现出了巨大的应用前景。然而,关于剪切变硬复合材料的性能优化,不同应变率载荷下剪切变硬复合材料的动态力学行为,以及基于微观结构演化的力学机理分析等方面的相关研究尚显欠缺,依然存在诸多亟待解决的问题。本文通过颗粒增强和高分子网络结构复合增强两种方式制备了磁响应剪切变硬复合材料,并实现了对复合材料的力学性能调控;随后,在力-磁耦合场作用下,对磁响应剪切变硬复合材料的力学行为作了研究,建立了复合材料的力学本构模型,基于动态硼-氧(B-O)键的断裂与重组,提出了剪切变硬复合材料的力学作用机理;最后,以STG为夹芯材料,设计了叁明治结构抗冲击复合材料,研究了叁明治板在低速冲击载荷下的力学响应,并对叁明治板的应力分布与能量耗散作了有限元分析计算。具体内容包括以下几个方面:1.剪切变硬复合材料的力学性能调控。首先,在STG的基础上,以羰基铁粉(CIPs)作为添加剂,以甲基乙烯基硅橡胶(VMQ)作为高分子网络聚合原料,制备了磁响应剪切变硬复合材料——磁响应剪切变硬胶(MSTG)和磁响应剪切变硬弹性体(MSTE)。复合材料的储能模量随振荡剪切频率的增加而显着增大,表现出了优秀的剪切变硬性能。通过调节CIPs和VMQ的体积分数,实现了对剪切变硬复合材料的力学性能调控。其中,MSTE克服了STG的冷流性问题,并拥有优秀的自愈合性能。基于标准线性固体模型,建立了剪切变硬复合材料的本构模型,准确描述了复合材料的静态、动态力学行为。最后,通过钢球弹跳实验进一步研究了STE的黏弹特性。在8mm STE片上,自由下落的小球回弹率高达95.6%。通过高速摄影,观察到了小球弹跳的弹性波在STE中的传播过程。2.剪切变硬复合材料的力-磁耦合性能研究。利用流变仪和改进的霍普金森压杆,研究了MSTG和MSTE两种磁响应剪切变硬复合材料在力-磁耦合场作用下,低应变率下的流变性能和高应变率下的动态力学行为。MSTG和MSTE在低应变率下的流变性能受到剪切速率和磁场强度的协同影响作用。随剪切速率增大,储能模量显着提升;随磁场增强,储能模量随之增大。CIPs体积分数和STG:VMQ的体积比对复合材料的力-磁耦合性能有明显影响。CIPs体积分数增大,初始储能模量增大,MSTG和MSTE相对剪切变硬性能有所降低,但磁流变效应更加优秀;STG体积分数越大,MSTE基体的交联密度越小,剪切变硬性能越突出,磁流变效应也更明显。高应变率下,剪切变硬复合材料的力学行为表现出灵敏的率相关性。以CIPs含量为10.2 vol%的MSTG为例,在应变率为7236 s-1时,MSTG的弹性模量达到了126.6MPa,而在自然状态下其模量只有160Pa。最后,基于动态B-O键理论,提出了剪切变硬复合材料可能的力学机理解释。应变率越高,分子链间产生作用的B-O键越多,阻碍形变的力越大,剪切变硬复合材料的弹性模量就越大。磁场作用下,CIPs颗粒形成一个个磁偶极子,磁偶极子之间相互吸引,缓慢移动并沿磁场方向定向排列,形成链状、柱状微结构,引起剪切变硬复合材料的磁致伸缩,这是磁流变效应的主要原因。3.叁明治结构剪切变硬复合材料的力学性能研究。本章以STG为夹芯材料,以铝合金(A1)和氯丁橡胶(CR)为面板材料,制备了一刚一柔两种叁明治结构剪切变硬复合材料,并研究了其在低速冲击载荷下的力学响应。采用圆柱和平板两种支撑,提供了两种不同的实验条件以匹配不同的应用情况。研究并对比了STG夹芯,CR夹芯和叁元乙丙橡胶(EPDM)夹芯叁明治板的能量吸收和抗冲击性能。在圆筒支撑和平板支撑的冲击试验中,STG夹芯的叁明治板的接触力明显小于CR夹芯和EPDM夹芯叁明治板的接触力,并且STG夹芯叁明治板吸收了更多的能量。另外,CR面板的柔性叁明治板的冲击防护性能优于A1面板叁明治板,并且能应用于更为复杂的工作环境。最后,对Al-STG-A1叁明治板的冲击过程进行了有限元分析,给出了面板的应力分布。由于STG夹芯的作用,上面板上的集中应力分布在下面板上的较大区域,峰值应力大大降低。基于上述结果,可以得出结论,STG夹芯叁明治结构复合材料在抗冲击和缓冲保护方面显示出了很大的应用潜力。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2019-05-06）
行舒乐,闫卓,贾磊,王木乐[3]（2018）在《套磨铣工具用超硬复合材料及其铸造工艺研究现状与进展》一文中研究指出综述了磨铣工具作业的方式从磨削向更高速的铣削发展过程中,套磨铣工具用复合材料增强相种类、结构、基体材料以及加工工艺的发展过程。套磨铣工具用立方氮化硼(CBN)、聚晶金刚石复合片(PDC)超硬复合材料制备工艺包括氧乙炔加热、磁感应加热及真空铸造工艺。套磨铣工具真空铸造工艺的应用,将CBN、PDC等超硬材料作为套磨铣工具用复合材料增强相成为可能,进一步提高了套磨铣工具用复合材料的硬度和耐磨性。同时也保证了基体材料的流动性,克服了传统工艺中复合材料基体容易出现孔洞的缺陷,提高了套磨铣工具用超硬复合材料的结合强度,为制造针对镍基合金等难磨铣材料的高效套磨铣工具提供了技术支持。(本文来源于《铸造技术》期刊2018年08期）
袁云岗[4]（2017）在《放电等离子烧结制备陶瓷基超硬复合材料及其性能研究》一文中研究指出为了解决高温高压条件下聚晶超硬复合材料制备过程中,样品尺寸及形状受高压腔体限制、生产成本高、烧结工艺条件复杂的问题,本文提出采用放电等离子烧结(简称SPS)系统来制备聚晶超硬复合材料。SPS系统的低温快速烧结可以有效地抑制高温下金刚石的石墨化以及立方氮化硼(cBN)的向六方氮化硼(hBN)的转化。同时,本研究选择添加与石墨或者hBN具有强反应活性的元素组分,并与高温转化的石墨或hBN进行反应而生成新的硬质相,将其完全吸收,最终获得无石墨相或者hBN相残留的由新生成的硬质相化学键合的陶瓷基聚晶超硬复合材料。向金刚石原料中添加与碳发生反应生成硬质相的活性元素Si、Ti,实现添加组分与金刚石的化学键合,在提高复合材料致密度的同时,增强了结合剂对金刚石颗粒强有力的把持作用。当Si为20 wt.%、Ti为30 wt.%、金刚石为50 wt.%时,聚晶金刚石复合材料的致密度、抗折强度、显微硬度最优。在此配方下,当烧结温度低于1600°C时,Si/Ti结合剂不易熔化,组元颗粒得不到有效活化,无法与金刚石发生完全充分的反应及化学键合,结合剂对金刚石颗粒的把持力较低。当烧结温度达到1650°C时,复合材料的致密度达到99.36%,抗折强度达到448.5 MPa,显微硬度达到29.7 GPa的最高值。此时,样品的综合机械性能最佳,样品中无石墨相及Si、Ti单质相残留,而是以SiC、TiC硬质相结合构成陶瓷基PCD复合材料。当烧结温度达到1700°C时,PCD复合材料中出现石墨相残留。在聚晶cBN复合材料的SPS烧结制备过程中,选择添加与hBN具有强反应活性的Al/Ti结合剂。研究结果表明,当Al为10 wt.%,Ti为35 wt.%,cBN为55 wt.%时,烧结制备的聚晶cBN复合材料的致密度、抗折强度、显微硬度达到最优。在此配方下,当烧结温度低于1300?C时,由于烧结温度太低,Al/Ti结合剂与BN反应不够充分,所生成的硬质相基体对cBN颗粒的包裹不够紧密,把持力不够。当烧结温度为1400?C时,复合材料的致密度达到99.12%,抗折强度达到395.6 MPa,显微硬度达到14.1 GPa的最高值。可以制备出综合机械性能最佳,无hBN相及Al、Ti单质相残留的陶瓷基PCBN复合材料。当烧结温度为1500?C时,复合材料中开始出现残留的hBN相。温度升高到1600?C时,复合材料中的cBN全部转化为hBN。此外,采用尿素沉淀法成功地制备了氧化锌涂覆的金刚石,并将其制备成陶瓷结合剂金刚石复合材料。研究表明,氧化锌涂层隔绝了金刚石与氧介质的接触,使得金刚石的起始氧化温度提高了70°C,同时由ZnO涂覆金刚石所制备的陶瓷基金刚石复合材料的抗折强度相对于原始样品提高了24%。氧化锌涂层有效抑制了金刚石的氧化及结合剂对金刚石的腐蚀,促进了结合剂中氧化物的熔融,增加了金刚石与结合剂基体的强有力结合,从而提高了陶瓷基金刚石复合材料的综合机械性能。(本文来源于《燕山大学》期刊2017-06-01）
武英举,高宇飞,赵智胜,何巨龙,于栋利[5]（2016）在《超硬Diamond/SiC复合材料的合成与性能》一文中研究指出Si C具有较高的硬度和较强的耐磨性能,在工业中常被用做磨具磨料。本文中我们对碳和硅的纳米颗粒进行混合,然后在25GPa,2000℃条件下进行高温高压处理,合成了一种Diamond/Si C复合材料,其维氏硬度可以达到70GPa,属于超硬材料。该材料还具有较好的断裂韧性,具有广阔的应用前景。(本文来源于《第十八届中国高压科学学术会议缩编文集》期刊2016-07-25）
庄蕾[6]（2016）在《纳米TiB_2增韧AlMgB_(14)基超硬复合材料制备及其综合性能研究》一文中研究指出AlMgB14材料具有优良的力学性能、良好的化学稳定性以及低密度、低成本等一系列优点,在切削刀具、耐磨涂层以及航空航天关键零部件等领域具有非常广阔的应用前景。但是其韧性及抗高温氧化性差等缺点限制了其在工业上的应用。基于此,本文将纳米Ti B2添加到Al MgB14中用于提高其力学性能和抗高温氧化性能。同时,将高韧性的AlMg B14-TiB2复合材料与金属连接形成复合结构,为拓展AlMgB14材料的应用范围提供理论基础。本文采用电场激活与压力辅助合成FAPAS(Field Activated and Pressure Assisted Synthesis)技术制备了AlMgB14块体材料、纳米TiB2增韧AlMgB14-TiB2超硬复合材料和TiB2/AlMgB14-Ti B2层状复合材料。采用电场辅助扩散连接FDB(field-assisted diffusion bonding)技术同步完成了AlMgB14-30wt.%TiB2复合材料的合成及其与Mo、Nb金属板材的连接,制备了AlMgB14-TiB2/金属复合材料。利用数显显微硬度计对试样的硬度进行测试,并利用扫描电子显微镜(SEM)对压痕尖端裂纹扩展长度进行测量,探讨增强相对复合材料的硬度及断裂韧性的影响机理。利用多功能材料表面实验仪对AlMgB14块体材料和纳米TiB2增韧AlMgB14-30wt.%Ti B2复合材料在25°C-800°C温度范围的摩擦因数进行了测定,采用HT-1000型球-盘往复式高温摩擦磨损试验机对AlMgB14-30wt.%TiB2复合材料在25°C-800°C温度范围的磨损性能进行了测试,并结合X射线衍射仪(XRD)、SEM、能谱仪(EDS)等分析方法分析了摩擦磨损表面形貌、物相结构及元素分布情况,探讨了复合材料在不同温度下的摩擦学特性及tib2增强相对复合材料高温摩擦磨损性能的影响机理。采用热重分析法对复合材料的高温氧化行为进行测试。采用第一性原理对almgb14-tib2试样的晶格参数和晶体结构进行了解析,并与理论值进行了对比,对氧气分子在复合材料表面的吸附进行了数值模拟,计算并分析了模型的吸附能和态密度,并结合xrd、sem、eds等方法观察和分析试样氧化层表面和横截面的形貌及物相组成,探讨复合材料的高温氧化行为机理。对almgb14-tib2/金属复合材料的硬度分布和连接强度进行了测定,并探讨了复合材料与金属板材的扩散连接机理。结果表明,在合成温度1400°c、压力50mpa、保温时间8min的工艺条件下制备的almgb14-tib2复合材料,其中的almgb14晶体的晶格参数更接近于al0.75mg0.78b14,该相精修后的rwp值为3.47%,tib2相精修后的rwp值为4.95%。tib2相的晶格参数和原子位置相对于理论值略有偏差,说明在合成过程中两者之间会互相挤压,从而导致大量晶格畸变产生。晶格畸变的产生有利于提高试样的硬度和韧性。随着tib2含量的增加,复合材料的显微硬度和断裂韧性线性增加。当tib2含量为70wt.%时,复合材料的力学性能最佳。tib2与almgb14相的界面属于半共格界面,结合界面的原子错配度为6.34%,两相间存在较低的界面能结构,tib2在复合材料中的增韧机制主要表现为裂纹偏转。室温下almgb14块体材料的摩擦因数平均值为0.5,而almgb14-30wt.%tib2复合材料为0.45,两者相差不大。温度升高至300°c,almgb14-30wt.%tib2复合材料的摩擦因数平均值约为0.45,而almgb14块体材料的摩擦因数平均值高于复合材料,约为0.65。almgb14-30wt.%tib2复合材料在800°c以下的摩擦因数随温度的升高呈现增加的趋势,摩擦因数值在0.4-0.65之间,磨损机制为磨粒磨损和粘着磨损。但温度升高到800°C后,磨损表面生成了一层具有自润滑性能的TiO2薄膜,使得摩擦因数降为0.12,磨损机制变为氧化磨损。AlMgB14块体材料、AlMgB14-10wt.%TiB2和AlMg B14-30wt.%TiB2复合材料的氧化动力学曲线满足直线和曲线复合的规律。叁种材料氧化速率大小顺序为AlMgB14块体材料>AlMgB14-10wt.%TiB2>AlMgB14-30wt.%TiB2。与块体材料相比,AlMgB14-10wt.%TiB2和AlMgB14-30wt.%TiB2复合材料的高温抗氧化性分别提高2~4倍和3~7倍。材料截面形貌和XRD结果也表明AlMgB14-30wt.%Ti B2复合材料具有更好的抗高温氧化性能。在温度为1400°C,压力为50MPa的条件下,采用FDB技术能够同步实现AlMg B14-30wt.%Ti B2复合材料合成及其与金属Nb、Mo的冶金连接,复合材料与金属之间形成的扩散层厚度在150~200μm之间。与金属Nb形成的扩散层主要组成相为NbB2,与金属Mo形成的扩散层主要组成相为MoB4。相比而言,与Nb连接时形成的接头连接强度高于与Mo连接时的连接强度。Ti B2/Al MgB14-TiB2层状复合材料的高温氧化结果表明,Ti B2表层在不同温度下形成的氧化层主要物相为TiO和TiO2,说明表面的TiB2层在低温和高温时都容易发生氧化并在表面形成保护层。第一性原理对氧化过程和吸附能的分析计算显示,AlMgB14(010)和TiB2(110)面对氧的吸附能分别为-18.42k J/mol和85.35kJ/mol,因此TiB2(110)表面对氧的吸附能力大于AlMgB14(010)表面,在高温氧化过程中容易优先在表面层吸附氧分子。(本文来源于《太原理工大学》期刊2016-06-01）
王志刚,徐亮,李绪海,王海阔,贺端威[7]（2015）在《碳化硅-金刚石超硬复合材料的弹性性质》一文中研究指出在六面顶压机装置上,采用完全静水压声速测量技术,同时测量了碳化硅-金刚石复合材料在0~4.3GPa压力范围内的纵波声速(vp)和横波声速(vs),获得了其弹性模量与压力的关系。研究发现:当压力小于1.4GPa时,由于材料内部微孔隙闭合,材料声速随压力的升高而增大;随着压力的继续增加,微孔隙闭合完毕,声速趋于稳定值。常压下,碳化硅-金刚石复合材料的剪切模量高于体积模量;而高压下微孔隙对纵波声速的影响明显大于横波声速,导致体积模量在约1.4GPa时超过剪切模量。在1.4~4.3GPa压力下,碳化硅-金刚石复合材料的体积模量和剪切模量分别约为360和350GPa。(本文来源于《高压物理学报》期刊2015年04期）
雷煜[8]（2015）在《AlMgB_(14)-TiB_2超硬复合材料的高温摩擦及高温抗氧化性能的研究》一文中研究指出近年来，一种新型的叁元硼化物AlMgB14因具有极高的硬度、良好的耐磨性、较好的化学稳定性等优异性能受到极大关注，它是继金刚石、立方氮化硼、碳化硼之后，超硬材料中的又一新成员。据报道，单晶和多晶的AlMgB14的显微硬度分别介于27.4-28.3GPa，32-35GPa之间。AlMgB14中添加微米级TiB2相，形成弥散均匀分布AlMgB14-TiB2陶瓷基复合材料的显微硬度值最高可达46GPa。规模生产AlMgB14及AlMgB14-TiB2复合材料的成本远小于金刚石和立方氮化硼。因此，AlMgB14及其复合材料在刀具、耐磨器件、涂层、航空航天零部件及军工等领域具有广阔的应用前景。本文采用先进的电场激活压力辅助烧结FAPAS(Field Activated PressureAssisted Synthesis)技术，在1400°C烧结温度、加载60MPa条件下成功制备了AlMgB14及超细TiB2颗粒增强AlMgB14-TiB2陶瓷基复合材料。采用压痕法，对样品的显微硬度及断裂韧性进行表征。利用显微硬度仪及扫面电子显微镜观察压痕裂纹扩展路径，初步探究超细TiB2颗粒对AlMgB14材料的增强增韧机理。采用HT-1000型球-盘往复式高温摩擦磨损试验机，对复合材料AlMgB14-30wt.%TiB2在25°C-800°C温度范围的摩擦磨损性能进行表征。利用XRD、SEM、EDS等分析方法，对摩擦副摩擦表面的形貌及元素分布和转移进行了分析。采用热重分析法，对AlMgB14-30wt.%TiB2复合材料在600°C-1000°C温度范围内空气中氧化10小时的高温抗氧化性进行表征。利用XRD对试样表面氧化层的物相进行分析，结合SEM、EDS等分析方法，观察分析氧化表面和氧化层横截面的微观形貌，并对氧化层生成机理进行初步探讨。实验结果表明，添加超细TiB2颗粒能显着提高AlMgB14的硬度及断裂韧性。AlMgB14-30wt.%TiB2复合材料的平均显微硬度高达32.5GPa，断裂韧性值最高达4.15MPa·m1/2；AlMgB14-30wt.%TiB2复合材料在25°C-800°C温度范围，载荷10N，摩擦速度0.1m/s作用下，摩擦系数在介于0.12-0.65之间，磨损率介于1.1×10-6mm-3/(N·m)-6.62×10-6mm-3/(N·m)。磨损机理由低温时的磨粒磨损逐渐转变为粘着磨损。在800°C高温下由于摩擦表面生成含有TiO2的氧化润滑膜，AlMgB14-30wt.%TiB2复合材料的摩擦系数仅为0.12，表现了优异的自润滑性和耐磨性；AlMgB14-30wt.%TiB2复合材料在600-1000°C高温氧化10小时的氧化动力学符合抛物线规律，氧化激活能为176±20KJ·mol-1，氧化层厚度由700°C时的4.1μm增加到1000°C时的84μm。在700°C高温仅有TiB2相发生氧化，氧化后质量变化也很小。而AlMgB14相的氧化初始温度在800°C，氧化物中有镁硼酸盐(MgO(B2O3)2)和铝硼酸盐((Al2O3)10(B2O3)2)生成。在1000°C下高温氧化10小时后，试样单位面积质量增重率达6.75%。同时，氧化层分为叁个部分：最外层的B2O3层，含有大量氧化物和小气孔的中间层，以及含有大量孔隙和未被氧化的TiB2构成的反应层。(本文来源于《太原理工大学》期刊2015-05-01）
韩警贤[9]（2015）在《自蔓延法制备3Ti-Si/Al-2C系结合剂超硬复合材料及其机理的研究》一文中研究指出Ti_3SiC2、Ti_3AlC2叁元相材料以其独特的结构,同时具备陶瓷和金属的优异性能:低密度,高熔点,良好的导电、导热性能,优异的抗氧化、抗热震性能,耐腐蚀,易于加工等。自蔓延烧结技术具有设备工艺简单,节能高效等优点。本研究将两者优势结合,利用自蔓延烧结技术制备3Ti-Si/Al-2C系结合剂超硬复合材料,并探讨复合材料的合成反应机理。研究结合剂起始原料、原料配比、磨料浓度对复合材料的相组成、显微结构、热力学反应过程、性能的影响。本研究以Ti/Si/C、Ti/TiC/Si、Ti/Al/C和Ti/TiC/Al为原料添加一定体积浓度的磨料自蔓延烧结制备3Ti-Si/Al-2C系超硬复合材料,通过XRD、SEM对复合材料进行物相分析和形貌分析。结果表明,以Ti、C为Ti源、C源更有利于叁元相的自蔓延烧结合成;对于3Ti-Si-2C系超硬复合材料,添加过量Si对Ti_3SiC2的合成并无积极促进作用,而添加少量Al粉则对其有促进作用;对于3Ti-Al-2C系超硬复合材料,提高Al含量有助于促进Ti_3AlC2的合成及晶体发育;复合材料中磨料参与体系反应,实现磨料与结合剂的化学键合;磨料对体系反应的影响依赖于叁元相的合成,体系反应越充分,则磨料对叁元相的合成影响越小;反之,磨料则会抑制叁元相的合成。通过热力学计算和DSC/TG分析,研究Ti_3SiC2、Ti_3AlC2材料的合成反应机制,以及磨料与结合剂界面反应机理。Ti_3SiC2与Ti_3AlC2的合成均为固-液反应,通过外部加热触发原料间的高放热反应,合成中间产物Ti-Si/Ti-Al化合物、TiC,前者在高温下熔融形成液相,与生成或原有的固相TiC反应合成叁元相。金刚石能够直接参与体系反应,表面C元素与Ti反应形成TiC,TiC再和周围Ti-Si固溶体反应,自金刚石表面生长出层片状的叁元相晶体。立方氮化硼则是与Ti、Al发生反应,在立方氮化硼与结合剂之间形成硼化物、氮化物的过渡层。对复合材料进行硬度、磨削测试,结果表明,提高复合材料中叁元相含量有利于提高材料的硬度;结合剂自身具有良好的磨削性能,同时磨料与结合剂结合情况良好,适于磨削工作。通过SEM分析金刚石表面形貌,并测定单颗粒抗压强度,结果显示经过自蔓延烧结,金刚石受到较轻微的化学腐蚀,其单颗粒抗压强度有所降低,但金刚石无明显热损伤及石墨化现象,从而对复合材料的整体力学性能影响不大。(本文来源于《中原工学院》期刊2015-03-01）
孟川民,操秀霞,李绪海,徐亮,王媛[10]（2014）在《金刚石-碳化硅超硬复合材料冲击响应特性研究》一文中研究指出本文以轻气炮作为加载工具,利用DPS系统测量了金刚石-碳化硅超硬复合材料冲击压力110GPa以下自由面速度历史及冲击波速度,得到了样品实验压力范围内的冲击响应特性数据。实验结果表明,冲击压缩条件下金刚石-碳化硅超硬复合材料表现出特异的双弹性响应,通过分析,这种双弹性响应特性应由其细观结构决定。冲击压力高于碳化硅屈服强度时材料中起粘结相作用的网状碳化硅发生屈服,由于碳化硅层厚度极小(1-2微米),复合材料中硬度很大的金刚石(本文来源于《第十叁届全国物理力学学术会议论文摘要集》期刊2014-10-17）
超硬复合材料论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
剪切变硬胶(STG)是一种低交联度聚硼硅氧烷,STG的力学性能可以自适应环境应力场,对外界激励表现出可逆的灵敏反应,是一种集传感功能、响应功能、自修复能力和自适应能力于一体的剪切增稠智能材料。自然状态下,STG处于黏性流态,弹性模量较低;受到较高应变率的应力刺激时,储能模量、黏度等急剧提升,STG转变到橡胶高弹态和玻璃态;一旦应力卸载,STG又会迅速恢复到初始黏流态。这一独特的力学性质,使得以STG为基础的剪切变硬复合材料,在人体防护、灵敏传感、减振隔振等领域表现出了巨大的应用前景。然而,关于剪切变硬复合材料的性能优化,不同应变率载荷下剪切变硬复合材料的动态力学行为,以及基于微观结构演化的力学机理分析等方面的相关研究尚显欠缺,依然存在诸多亟待解决的问题。本文通过颗粒增强和高分子网络结构复合增强两种方式制备了磁响应剪切变硬复合材料,并实现了对复合材料的力学性能调控;随后,在力-磁耦合场作用下,对磁响应剪切变硬复合材料的力学行为作了研究,建立了复合材料的力学本构模型,基于动态硼-氧(B-O)键的断裂与重组,提出了剪切变硬复合材料的力学作用机理;最后,以STG为夹芯材料,设计了叁明治结构抗冲击复合材料,研究了叁明治板在低速冲击载荷下的力学响应,并对叁明治板的应力分布与能量耗散作了有限元分析计算。具体内容包括以下几个方面:1.剪切变硬复合材料的力学性能调控。首先,在STG的基础上,以羰基铁粉(CIPs)作为添加剂,以甲基乙烯基硅橡胶(VMQ)作为高分子网络聚合原料,制备了磁响应剪切变硬复合材料——磁响应剪切变硬胶(MSTG)和磁响应剪切变硬弹性体(MSTE)。复合材料的储能模量随振荡剪切频率的增加而显着增大,表现出了优秀的剪切变硬性能。通过调节CIPs和VMQ的体积分数,实现了对剪切变硬复合材料的力学性能调控。其中,MSTE克服了STG的冷流性问题,并拥有优秀的自愈合性能。基于标准线性固体模型,建立了剪切变硬复合材料的本构模型,准确描述了复合材料的静态、动态力学行为。最后,通过钢球弹跳实验进一步研究了STE的黏弹特性。在8mm STE片上,自由下落的小球回弹率高达95.6%。通过高速摄影,观察到了小球弹跳的弹性波在STE中的传播过程。2.剪切变硬复合材料的力-磁耦合性能研究。利用流变仪和改进的霍普金森压杆,研究了MSTG和MSTE两种磁响应剪切变硬复合材料在力-磁耦合场作用下,低应变率下的流变性能和高应变率下的动态力学行为。MSTG和MSTE在低应变率下的流变性能受到剪切速率和磁场强度的协同影响作用。随剪切速率增大,储能模量显着提升;随磁场增强,储能模量随之增大。CIPs体积分数和STG:VMQ的体积比对复合材料的力-磁耦合性能有明显影响。CIPs体积分数增大,初始储能模量增大,MSTG和MSTE相对剪切变硬性能有所降低,但磁流变效应更加优秀;STG体积分数越大,MSTE基体的交联密度越小,剪切变硬性能越突出,磁流变效应也更明显。高应变率下,剪切变硬复合材料的力学行为表现出灵敏的率相关性。以CIPs含量为10.2 vol%的MSTG为例,在应变率为7236 s-1时,MSTG的弹性模量达到了126.6MPa,而在自然状态下其模量只有160Pa。最后,基于动态B-O键理论,提出了剪切变硬复合材料可能的力学机理解释。应变率越高,分子链间产生作用的B-O键越多,阻碍形变的力越大,剪切变硬复合材料的弹性模量就越大。磁场作用下,CIPs颗粒形成一个个磁偶极子,磁偶极子之间相互吸引,缓慢移动并沿磁场方向定向排列,形成链状、柱状微结构,引起剪切变硬复合材料的磁致伸缩,这是磁流变效应的主要原因。3.叁明治结构剪切变硬复合材料的力学性能研究。本章以STG为夹芯材料,以铝合金(A1)和氯丁橡胶(CR)为面板材料,制备了一刚一柔两种叁明治结构剪切变硬复合材料,并研究了其在低速冲击载荷下的力学响应。采用圆柱和平板两种支撑,提供了两种不同的实验条件以匹配不同的应用情况。研究并对比了STG夹芯,CR夹芯和叁元乙丙橡胶(EPDM)夹芯叁明治板的能量吸收和抗冲击性能。在圆筒支撑和平板支撑的冲击试验中,STG夹芯的叁明治板的接触力明显小于CR夹芯和EPDM夹芯叁明治板的接触力,并且STG夹芯叁明治板吸收了更多的能量。另外,CR面板的柔性叁明治板的冲击防护性能优于A1面板叁明治板,并且能应用于更为复杂的工作环境。最后,对Al-STG-A1叁明治板的冲击过程进行了有限元分析,给出了面板的应力分布。由于STG夹芯的作用,上面板上的集中应力分布在下面板上的较大区域,峰值应力大大降低。基于上述结果,可以得出结论,STG夹芯叁明治结构复合材料在抗冲击和缓冲保护方面显示出了很大的应用潜力。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
超硬复合材料论文参考文献
[1].李媛媛,喻寅,孟川民,张陆,王涛.金刚石-碳化硅超硬复合材料的冲击强度[J].物理学报.2019
[2].王云鹏.剪切变硬复合材料的力学行为研究[D].中国科学技术大学.2019
[3].行舒乐,闫卓,贾磊,王木乐.套磨铣工具用超硬复合材料及其铸造工艺研究现状与进展[J].铸造技术.2018
[4].袁云岗.放电等离子烧结制备陶瓷基超硬复合材料及其性能研究[D].燕山大学.2017
[5].武英举,高宇飞,赵智胜,何巨龙,于栋利.超硬Diamond/SiC复合材料的合成与性能[C].第十八届中国高压科学学术会议缩编文集.2016
[6].庄蕾.纳米TiB_2增韧AlMgB_(14)基超硬复合材料制备及其综合性能研究[D].太原理工大学.2016
[7].王志刚,徐亮,李绪海,王海阔,贺端威.碳化硅-金刚石超硬复合材料的弹性性质[J].高压物理学报.2015
[8].雷煜.AlMgB_(14)-TiB_2超硬复合材料的高温摩擦及高温抗氧化性能的研究[D].太原理工大学.2015
[9].韩警贤.自蔓延法制备3Ti-Si/Al-2C系结合剂超硬复合材料及其机理的研究[D].中原工学院.2015
[10].孟川民,操秀霞,李绪海,徐亮,王媛.金刚石-碳化硅超硬复合材料冲击响应特性研究[C].第十叁届全国物理力学学术会议论文摘要集.2014