应力诱导ZrO2相变增韧非晶复合材料制备及其强韧化机理

针对大块非晶材料研究现状与存在问题，本申请提出通过制备室温下可发生应力诱导相变的ZrO2粒子增韧非晶复合材料，利用大块非晶材料承载时，应力诱导ZrO2相变发生体积膨胀的特点在非晶基体中引入压应力，造成剪切带的广泛萌生增殖、并对剪切带的过度扩展起到应力抑制作用，达到增韧大块非晶基体的目的。研究ZrO2粒子的平均尺寸、分布、体积分数对非晶复合材料剪切变形行为的影响规律。同时对ZrO2/铜基非晶复合材料在应力作用下基体中应力场变化、剪切带萌生、扩展行为以及剪切带与ZrO2粒子交互作用进行数值模拟，力求揭示ZrO2相变增韧铜基非晶复合材料强韧化的机理本质。本项目研究成功，可望开拓一条制备高强韧非晶复合材料的有效途径，不仅对推动大块非晶材料作为超高强度结构材料的实用化进程具有重大现实意义，而且将促进数值模拟、非晶复合材料断裂力学等学科的相互交叉渗透发展，丰富相关研究领域的基础理论，具有重大学术价值。