Developing high toughness and strength Al/TiC composites using ice-templating and pressure infiltration
Developing high toughness and strength Al/TiC composites using ice-templating and pressure infiltration
复制标题
利用冰模板和压力渗透开发高韧性和高强度的 Al/TiC 复合材料
DOI：
10.1016/j.ceramint.2016.12.038
复制
发表时间：
2017-03
影响因子：
5.2
通讯作者：
Jiang Qi-Chuan
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wang Ya;Shen Ping;Guo Rui-Fen;Hu Zhi-Jie;Jiang Qi-Chuan
我们使用冰模板和压力渗透制备了具有不同陶瓷体积分数（15、25 和 35 vol%）的 Al/TiC 复合材料。通过改变浆料浓度来控制 TiC 支架陶瓷层的层状层厚度和孔隙率。 Al/15 vol%TiC复合材料具有较厚的金属层和低密度陶瓷层，有效消散了裂纹尖端的应力，并以多重裂纹扩展模式断裂，弯曲强度为355±3 MPa，断裂韧性为81±2 MPa m1/2。然而，与 Al/15 vol%TiC 复合材料相比，Al/25 vol%TiC 和 Al/35 vol%TiC 复合材料具有更高的弯曲强度（417−500 MPa），但断裂韧性较低（46−33 MPa m1/2），并且以单裂纹扩展模式断裂。此外，随着断裂表面陶瓷体积的增加，脆性TiAl3相的增加大大降低了Al/TiC复合材料的韧性。最后，讨论了层状复合材料中的裂纹模式和结构特征之间的关系，以解释增韧机制。
We prepared Al/TiC composites with different ceramic volume fractions (15, 25 and 35 vol%) using ice-templating and pressure infiltration. The thickness of the lamellar layer and the porosity in the ceramic layer of the TiC scaffolds were controlled by varying the slurry concentration. The Al/15 vol%TiC composite had a thick metal layer and a low-density ceramic layer, which effectively dissipated the stress at the crack tip and fractured in a multiple-crack-propagation mode, giving bending strength of 355±3 MPa and fracture toughness of 81±2 MPa m1/2. However, the Al/25 vol%TiC and Al/35 vol%TiC composites had much higher bending strength (417−500 MPa) but lower fracture toughness (46−33 MPa m1/2) as compared to the Al/15 vol%TiC composite, and they fractured in a single-crack-propagation mode. In addition, an increase in the brittle TiAl3phase with increasing ceramic volume at the fracture surface greatly deteriorated the toughness of the Al/TiC composites. Finally, the relationship between cracking mode and structure features in the laminated composites was discussed to account for the toughening mechanism.
登录
查看更多内容
DOI：
10.1016/0956-7151(93)90060-6
发表时间：
1993-11
期刊：
Acta Metallurgica Et Materialia
影响因子：
--
作者：
M. C. Shaw;D. Marshall;M. S. Dadkhah;A. Evans
通讯作者：
M. C. Shaw;D. Marshall;M. S. Dadkhah;A. Evans
DOI：
10.1016/0956-7151(91)90010-x
发表时间：
1991-10
期刊：
Acta Metallurgica Et Materialia
影响因子：
--
作者：
H. Déve;M. Maloney
通讯作者：
H. Déve;M. Maloney
影响因子：
3.9
作者：
Launey, Maximilien E.;Munch, Etienne;Ritchie, Robert O.
通讯作者：
Ritchie, Robert O.
影响因子：
9.4
作者：
Hwu, KL;Derby, B
通讯作者：
Derby, B
DOI：
10.1016/j.msea.2015.02.012
发表时间：
2015-04
影响因子：
6.4
作者：
Alateng Shaga;P. Shen;Chang Sun;Q. Jiang
通讯作者：
Alateng Shaga;P. Shen;Chang Sun;Q. Jiang