第七章 粉末材料的孔隙性能与复合材料的强韧化
材料科学基础-材料的强韧化
1.强化金属材料的各种手段,考虑的出发点在于制造无缺陷的晶体或者制造位错运动的障碍2.各种强化手段对材料的性能影响强化手段 强度 硬度 韧性 塑性 固溶强化 ↑ ↑ ↓ ↓ 位错强化 ↑ ↑ ↓ ↓ 细晶强化 ↑ ↑ ↑ ↑ 加工硬化 ↑ ↑ ↓ ↓ 沉淀相颗粒强化 ↑↑↓↓3.各种强化手段原理及特点固溶强化利用点缺陷对金属机体进行强化.具体的方式是通过融入某种溶质元素形成固溶体,而使金属强度,硬度提高(1)溶质原子的原子数分数越大,强化作用越大; (2)溶质原子与基体金属原子尺寸相差越大,强化作用越大; (3)间隙型溶质原子比置换原子有更大的固溶强化作用; (3)溶质原子与基体金属的价电子数相差越大,固溶强化越明显 位错强化位错密度达到一定值的时候,流变应力和位错密度符合佩莱-赫许公式,即位错密度增加,位错间的交互材料的强韧化名词解释冲击韧性金属材料缺口试样落锤冲击试验侧得的韧性指标称为冲击韧性 冲击强度(冲击韧性) 高分子材料冲击试验的韧性指标通常称为冲击强度或冲击韧度 固溶强化 纯金属经适当的合金化后强度、硬度提高的现象;根据强化机理可分为无序固溶体和有序固溶体细晶强化 细化晶粒产生塑性变形,从而增大外加作用力达到强化金属材料作用位错强化 通过增大晶体中的位错密度和增加位错阻力的方式增加金属强度方法沉淀相颗粒强化 当第二相以细小弥散的微粒均匀分布在基体相中时,将产生显著的强化作用可形变颗粒 沉淀相通常处于与母相共格状态,颗粒尺寸小,可为运动的位错所切割的颗粒不可形变颗粒 具有较高的硬度和一定尺寸,并于母相共格或非共格的沉淀相颗粒 加工硬化 材料经过受力超过屈服极限,然后卸载,当再次加载时,其比例极限上升而塑性变形将减小的现象韧性 是材料变形和断裂过程中吸收能量的能力,它是强度和塑性的综合表现强度 是材料抵抗变形和断裂的能力 塑性 表示材料断裂时总的塑变程度 断裂强度 材料能承受的最大拉力屈服强度材料在受拉力时开始产生塑性变形时的最小应力,又称屈服极限作用增大,流变应力增大,从而起到增强材料硬度作用细晶强化晶界对位错滑移具有阻滞作用,晶粒越细小晶界越多,位错被阻滞的地方就越多,晶体的强度就越高(多晶体金属的晶粒通常是大角度晶界,相邻取向不同的的晶粒受力发生塑性变形时,部分晶粒内部的位错先开动,并沿一定晶体学平面滑移和增殖,位错在晶界前被阻挡,当晶粒细化时,需要更大外加力才能使材料发生塑性变形,从而达到强化的目的)沉淀相颗粒强化 在外加切应力的作用下,材料中运动着的位错线遇到沉淀相粒子,位错线会产生扭曲,并最终绕过沉淀粒子,形成一个位错环.这就造成切应力增大,提高了材料强度相变增韧相变吸收能量而且导致体积膨胀产生张应力,周围还会出现不少微裂纹,从而有效降低了裂纹尖端附近的有效应力强度,而且裂纹偏转还可以增加表面积,从而起到增韧作用.试论材料强化的主要方法及其原理。
第7章 粉末材料的孔隙性能与复合材料的强韧化
• 相变韧化 • 材料在外力作用时,发生相的转变,吸收能量,从而提高材料的韧性。
相变韧化和弥散韧化
• 弥散韧化 • 当裂纹扩展过程中,裂纹遇到第二相粒子时会避开粒子而偏转,在弥散粒 子之间走“之”字,裂纹形状和长度改变,新裂纹表面的形成都会吸收能 量,从而提高材料的韧性。
小结
教学要求: 了解粉末材料的孔隙度特性及其对性能的料性能的影响 理解弥散强化、颗粒强化、纤维强化、相变韧化、弥散韧化
纤维强化
影响纤维化材料强度的因素: • 纤维和基体的性能 • 纤维的体积和尺寸 – 纤维的体积百分数 – 纤维的长度和直径 直径大,强度小 直径太小,易受损 纤维长度>临界长度
• 纤维与基体金属的结合强度 • 纤维的分布和排列 • 复合方法
纤维强化
相变韧化和弥散韧化
• 韧化机理: • 过程区域机理:包括相变韧化,微裂纹韧化,孪晶韧化 • 桥接区域机理:包括弥散韧化,晶须韧化,纤维韧化
• 多孔材料具有较大的比表面和优良的透过性能,以及易压缩变形、吸 收能量好和质量轻等特性。
孔隙度对性能的料性能的影响
• 孔隙度显著影响粉末冶金材料的机械性能 物理性能 化学性能 工艺性能。 • 粉末冶金过程中,可对孔隙度、孔径及分布进行有效控制,并且可以在相 当宽的范围内调整。
弥散强化
• 粒子增强复合材料 增强性复合材料:增强粒子的数量大于20% 弥散强化复合材料:含量较少时。 • 分类 – 通过相变(热处理)获得:析出硬化、沉淀强化或时效强化 – 通过粉末烧结或内氧化获得:弥散强化 • 强化效果 – 相粒子的强度、体积分数、间距、粒子的形状和分布等都对强化效果 有影响 – 第二相粒子强化比固溶强化的效果更为显著
弥散强化与颗粒强化-强化机理
复合材料增韧
复合材料增韧复合材料是由两种或两种以上的材料组合而成的材料,具有优良的综合性能,被广泛应用于航空航天、汽车、建筑等领域。
然而,复合材料在使用过程中往往容易出现脆性断裂的问题,因此如何增加复合材料的韧性成为了一个重要的研究方向。
增韧的方法有很多种,本文将从微观结构调控、纤维增韧、界面改性、层合板设计等方面来探讨复合材料增韧的方法。
首先,微观结构调控是一种常见的增韧方法。
通过控制复合材料的微观结构,可以有效地提高其韧性。
例如,可以通过纳米颗粒的加入来增强复合材料的韧性,这是因为纳米颗粒可以有效地阻止裂纹的扩展,从而提高复合材料的抗拉强度和韧性。
此外,还可以通过调控复合材料的晶格结构来增加其韧性,例如通过固溶强化、析出强化等方法来改善复合材料的力学性能。
其次,纤维增韧是另一种常用的增韧方法。
在复合材料中加入适量的纤维材料,可以有效地提高其韧性。
例如,在碳纤维增强复合材料中加入适量的玻璃纤维,可以有效地提高其韧性,这是因为玻璃纤维可以有效地吸收能量,阻止裂纹的扩展。
此外,还可以通过控制纤维的取向和分布来增加复合材料的韧性,例如通过层合板的设计来提高其韧性。
再次,界面改性也是一种常用的增韧方法。
复合材料的性能往往受到界面的影响,因此通过改善复合材料的界面性能,可以有效地提高其韧性。
例如通过表面处理、界面活性剂的加入等方法来改善复合材料的界面结合强度,从而提高其韧性。
此外,还可以通过界面层的设计来增加复合材料的韧性,例如通过增加界面层的厚度、改变界面层的成分等方法来提高复合材料的韧性。
最后,层合板设计也是一种常用的增韧方法。
层合板是一种由多层材料组合而成的复合材料,通过合理设计层合板的结构,可以有效地提高其韧性。
例如通过控制层合板的层序、层间界面的设计等方法来增加其韧性。
此外,还可以通过在层合板中加入夹芯材料来增加其韧性,例如在层合板中加入泡沫芯材料、蜂窝芯材料等,可以有效地提高其韧性。
综上所述,复合材料增韧的方法有很多种,可以通过微观结构调控、纤维增韧、界面改性、层合板设计等方面来提高其韧性。
工程材料的强韧化
奥氏体含碳量对马氏体转变温度的影响
700
600 500
温 400 度 300 ℃ 200 100
Ms
0 -100
-200 0
Mf
0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 Wc 100
奥氏体含碳量对残余奥氏体数量的影响
残 余 奥 氏 体 量 90 80
70
图3-19 碳钢淬火加热温度范围示意图
淬火加热时间
加热时间包括升温和保温时间。
t=аD
淬火冷却介质
冷却速度: 盐水 > 水 > 盐浴 > 油 水:最常用的冷却介质,主要用于形状简单、截面较大 的碳钢零件的淬火。 油:机油、变压器油、柴油等。只用于低合金钢、合金 钢的淬火,使用时油温应控制在40~100 ℃。 盐水:比较适用于形状简单、硬度要求高而均匀、表面 要求光洁、变形要求不严格的碳钢零件。
600
200
0
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 马氏体的碳浓度 Wc 100
温度 (℃ ) 800
亚共析钢的TTT曲线
F A3 A1
700 600 500
400 300 Ms 200 100 0 Mf -100 0
A
P+F S+F T B
M + A残
1
10
102
103
104
时间(s)
转变产物的组织与性能
1.珠光体型 ( P ) 转变 ( A1~550℃ ) : A1~650℃ : P ; 5~25HRC; 片间距为0.6~0.7μm ( 500× )。
650~600℃ : 细片状P---索氏体(S); 片间距为0.2~0.4μm (1000×); 25~36HRC。
金属基复合材料的强韧化研究
金属基复合材料的强韧化研究随着科学技术的不断发展,金属基复合材料作为一种新型材料,受到了越来越多的关注和研究。
金属基复合材料结合了金属材料的强度和刚性以及复合材料的轻质和耐磨性,具有广泛的应用前景。
然而,金属基复合材料在实际应用中还存在一些问题,其中之一就是强韧性不足。
因此,研究金属基复合材料的强韧化成为当前的热点之一。
为了提高金属基复合材料的强韧性,研究人员采用了多种方法。
其中一个常用的方法是引入纳米颗粒增强。
纳米颗粒具有较高的比表面积和界面能,可以有效地提高金属基复合材料的强度和韧性。
此外,纳米颗粒的尺寸控制和分散性也对复合材料的性能起着重要作用。
因此,在制备金属基复合材料时,研究人员需要注意纳米颗粒的选择、尺寸调控和分散性的控制。
另外,界面的性质也对金属基复合材料的强韧性有重要影响。
界面是不同相之间的交界面,其性质直接影响到复合材料的力学性能。
研究人员通过调控界面的形貌和结构来改善金属基复合材料的强韧性。
一种常见的方法是在界面上引入中间层,可以减少应力集中和界面剪切的发生,从而提高复合材料的韧性。
除了纳米颗粒增强和界面改性,金属基复合材料的微观结构设计也是提高其强韧性的重要途径。
通过合理设计金属基复合材料的微观结构,可以实现应力分布的均匀和界面的强化,从而提高复合材料的力学性能。
例如,金属基复合材料中的纤维增强结构可以改善材料的韧性,使其能够在外界载荷下有效地吸收能量。
另外,热处理技术也是提高金属基复合材料强韧性的一种常用方法。
通过合理的热处理工艺,可以改变金属基复合材料的组织结构和相态,从而调控材料的力学性能。
热处理技术包括固溶处理、时效处理、退火等,可以显著提高金属基复合材料的强度、韧性和硬度。
总结起来,金属基复合材料的强韧化研究是一个复杂而又关键的课题。
纳米颗粒增强、界面改性、微观结构设计和热处理技术等方法的综合应用是提高金属基复合材料强韧性的有效途径。
通过对金属基复合材料的强韧化研究,可以推动该新型材料在航空、汽车、电子等领域的应用,为实现可持续发展做出贡献。
材料的强韧化
算的最大应力。
疑问:传统的“强度设计”合理性?是否需辅以“韧性设计”?“安全”系数从某种角度讲也是一种“无知”系数,它反映人们对于客观事物的了解程度,如应力分析是否与使用条件完全符合,施工过程引入的残余应力有多大,施工与设计的偏差等。
采用其所长>1的值来弥补这些“无知”,从而获得“安全”设计。
考虑到高温、疲劳及腐蚀的作用,在设计时引入持久强度、疲劳极限及应力腐蚀断裂强度等性能,还考虑了多向受力,这些均为强度设计,而对塑性指标和韧性指标只依据经验提出要求,未用于设计计算。
(2) 对材料的断裂判据发生了怀疑;疑问:宏观应力σ〈σs〈σb?应力状态、应变速度、环境温度对断裂有何影响?合理的断裂判据?(3) 考核了工艺的适用性;熔化焊接,不仅改变性能,还会引入残余应力、缺口、裂纹等,影响断裂。
(4) 深入理解了工作情况;使用不当,如过载、划伤、冲击、过冷等,均促进脆断。
对于材料的断裂和其它失效,设计是主导,材料是基础,工艺是保证,使用是监护。
断裂的失效机理主要因素协助因素失效机理恒载韧断及脆断交变载荷疲劳断裂力学化学、恒载应力腐蚀断裂化学、交变载荷腐蚀疲劳断裂热学(化学) 蠕变断裂、液态金属脆化三、材料科学与工程的研发思路:(1) 依据工程构件服役行为确定所需材料性能;(2) 依据性能要求,确定所需材料结构;(3) 制定材料生产工艺,获得所需材料结构;(4) 采用必要设备,保证工艺实施;或反其道而行之的思路:(5) 只有适当的设备才能保证工艺;(6) 只有通过工艺才能改变结构;(7) 结构决定性能;(8) 材料的性能决定工程构件的行为。
§2 材料的力学性能力学性能:是指材料在各种载荷(外力)作用下表现出来的抵抗能力。
包括强度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度等。
金属、陶瓷和高分子材料具有不同的力学性能,主要是由其基本结构决定的。
如金属和陶瓷的晶体结构、缺陷是理解其力学性能的核心概念;高分子材料的构形,交联与缠结起了关键作用。
复合材料强韧化技术研究
复合材料强韧化技术研究近年来,随着科技的不断进步,复合材料在现代工业中得到了广泛的应用。
它在结构轻量化、耐高温、耐腐蚀等方面表现出色,成为了许多领域中不可替代的材料。
然而,复合材料的一大短板是其强度和韧性相对较低,难以满足实际应用的需要。
为了解决这一问题,复合材料强韧化技术的研究显得尤为重要。
一、传统强化材料的不足在传统的强化材料中,常见的有金属、陶瓷等。
然而,这些材料在实际应用中存在许多问题。
一方面,它们往往比较重,无法满足轻量化的要求;另一方面,在高温、高压下容易发生变形、断裂等问题。
因此,寻求更加轻便、耐用的强化材料就成为了一个紧迫的需求。
复合材料的出现为解决这一问题提供了新的思路。
它由两种或两种以上不同的材料组成,通过复杂的结构设计和优化,不仅能够满足轻量化的要求,而且还可以兼顾力学性能和耐用性。
二、复合材料的优势及其应用复合材料的结构中,常用的材料包括碳纤维、玻璃纤维、基体树脂等。
其中,碳纤维具有高强度、高模量、低密度等特点;玻璃纤维则结构相对简单,价格便宜,可以作为独立的强化材料或与其他材料结合使用;基体树脂则起到连接、支撑和固定的作用。
通过合理的组合,可以得到不同性能的复合材料,如高强度的碳纤维复合材料、耐腐蚀的玻璃纤维复合材料等等。
复合材料具有独特的性能和优点,在工业生产中有广泛的应用。
首先,它们可以用于航空航天、运动器材等领域,满足高强度、轻量化的要求。
其次,复合材料可以制作成各种形状和尺寸,适应不同的工作环境。
最后,复合材料的耐用性和抗腐蚀性也使得它在化工、电子、建筑等领域中得到了广泛的应用。
三、复合材料强韧化技术的研究虽然复合材料具有许多优点,但其强度和韧性仍然是限制其应用的主要因素。
为了克服这一困境,复合材料强韧化技术的研究变得尤为重要。
目前,复合材料强韧化的方法主要包括增强复合材料的强度、改善其韧性和抗冲击能力等方面。
其中,常见的技术包括纤维增强、网格增强、复合增强等。
复合材料的强韧化机理
复合材料的强韧化机理
复合材料的强韧化机理主要包括两个方面:
1. 强化相直接承受力,产生屏蔽效果。
这种机理使应力集中缓和,从而提高材料的强度。
2. 利用裂纹与材料间的相互作用而消耗额外的能量,使断裂能量提高。
这种相互作用可以使裂纹发生弯曲或偏转,与直进模式相比路径变得复杂。
可能发生主裂纹以外的断裂方式,所以与单体机体相比所需能量增大。
以上内容仅供参考,建议查阅复合材料相关书籍或咨询复合材料领域专家,获取更准确的信息。
粉末冶金中孔隙的功能特征
材料工程 吴浩波 103312072
粉末冶金多孔材料 粉末冶金多孔材料是用粉末冶金的方法制造 的、内部结构为多孔的材料(或制品),一般 由球状或不规则形状的金属或合金粉末经成形 和烧结制成,又称烧结多孔材料。
这种材料为孔道纵横交错、 互相贯通的多孔体,通常 具有30~60%体积的孔 隙度,孔径1~100微米。 多孔材料的孔隙度一般粗 分为低孔隙度(<30%)、 中孔隙度(30~60%)、高 孔隙度(>60%)三类,孔 径分为粗孔(>50µm)、 中等孔(2~50µm)和 微孔(<2µm)三种
4、选择渗透性 利用这种性能可以制成分子筛, 比如高效气体分离膜、可 重复使用的特殊过滤装置等。 5、选择吸附性 由于每种气体或液体分子的直径不同, 其运动的自由程不 同, 所以不同孔径的多孔材料对不同气体或液体的吸附能力 就不同。可以利用这种性质制作出用于空气或水净化的高 效气体或液体分离膜, 这种分离膜甚至还可重复使用。 6、化学性能的改变 多孔材料由于密度的变小, 一般材料的活性都将增加。基 于具有分子识别功能的多孔材料而产生的人造酶, 能大大提 高催化反应速度。
多孔材料的孔隙度一般粗分为低孔隙度30中孔隙度3060高孔隙度60三类孔径分为粗孔50m中等孔250m和微孔2m三种粉末冶金多孔材料的特点粉末冶金多孔材料的特点孔径和孔隙度均可控制优良的透过性能且在使用后可以再生因而使用寿命长导热导电耐高温耐低温抗热震抗介质腐蚀比表面积大可焊接和加工多空金属材料的功能多空金属材料的功能1机械性能的改变应用多孔材料能提高强度和刚度等机械性能同时降低密度这样应用在通孔铁基(或镍基) 泡沫耐高温的优点,西安交通 大学和英国剑桥大学、Rolls Royce公司联合开展了将此材料 用于(航空发动机)稀预混合燃烧 室降噪的研究:与传统的燃烧 室相比,稀预混合燃烧室的 C02排放量有很大减少(因而为 各生产厂商所亲睐),但其噪音 则有显著增加.为保护稀预混 合燃烧室内部结构的安全运作 和减少环境污染,必须采取适 当措施降噪.此外,常用的木 质或化学纤维虽然具有很好的 空气吸声效果,但其在水下时 由于阻抗不匹配以及水压水温 的影响而不具有实用性.
复合材料学(第七章 陶瓷基复合材料)
并导致性能的下降。为了克服这一弱点,可 采用颗粒来代替晶须制成复合材料,这种复 合材料在原料的混合均匀化及烧结致密化方 面均比晶须增强陶瓷基复合材料要容易。
当所用的颗粒为SiC,TiC时,基体材料 采用最多的是A12O3,Si3N4。目前,这些复 合材料已广泛用来制造刀具。
陶瓷材料中另一种增强体为晶须。晶须 为 具 有 一 定 长 径 比 ( 直 径 0.3-lμm , 长 30100μm)的小单晶体。从结构上看,晶须的特 点是没有微裂纹、位错、孔洞和表面损伤等 一类缺陷,而这些缺陷正是大块晶体中大量 存在且促使强度下降的主要原因。在某些情 况下,晶须的拉伸强度可达0.1E(E为杨氏模 量),这已非常接近于理论上的理想拉伸强度
0.2E。而相比之下,多晶的金属纤维和块状
金属的拉伸强度只有0.02E和0.001E。
自发现百余种不同材料构成的晶须以来, 人们对其已给予了特别的关注。因为它们具 有最佳的热性能、低密度和高杨氏模量。
在陶瓷基复合材料中使用得较为普遍的是 SiC,Al2O3及Si3N4晶须。
陶瓷材料中的另一种增强体为颗粒。从
2.陶瓷复合材料的增强体
陶瓷基复合材料中的增强体通常也称为 增韧体。从几何尺寸上可分为纤维(长、短纤 维)、晶须和颗粒三类,下面分别加以介绍。
碳纤维是用来制造陶瓷基复合材料最常 用的纤维之一。碳纤维可用多种方法进行生 产,工业上主要采用有机母体的热氧化和石 墨化。其生产过程包括三个主要阶段,第一 阶段在空气中于200℃-400℃进行低温氧化, 第二阶段是在惰性气体中在1000℃左右进行 碳化处理,第三阶段则是在惰性气体中于 2000℃以上的温度作石墨化处理。
材料强韧化原理总结汇报
材料强韧化原理总结汇报材料强韧化是材料科学和工程领域中一个重要的研究方向,它的目标是使材料具有更好的强度和韧性,以应对各种极端环境和工况下的应力和应变。
强韧化的关键在于改变材料的微观结构和组织,通过优化晶体结构、界面微观结构、晶界结构等方面的设计来增加材料的韧性和强度。
强韧化原理可以归纳为以下几个方面:1. 平衡硬度和韧性:在材料设计中,平衡硬度和韧性是一个重要的考虑因素。
硬材料通常具有较高的强度,但韧性较低;而韧性材料往往具有较高的韧性,但是强度相对较低。
研究人员通过调整材料组分、控制材料的微观结构和制备工艺等手段,实现了硬度和韧性的平衡,从而达到强韧化的效果。
2. 晶体结构优化:晶体结构对材料的强度和韧性具有重要影响。
通过优化晶体的晶格结构、晶间间隙等因素,可以使晶体材料变得更强韧。
例如,通过控制晶体的取向和晶界的分布,可以增加材料的界面耐久性和韧性。
3. 界面微观结构设计:材料中的界面在强韧化中起着至关重要的作用。
界面是不同材料相互作用的区域,通过优化界面的微观结构,可以增强材料的界面结合力、界面位错密度等,从而提高材料的强度和韧性。
4. 晶界工程:晶界是晶体内部的缺陷,也是材料中强韧化的关键环节。
通过调控晶界的大小、方向、位错密度等参数,可以有效地延缓裂纹的扩展速度,增强材料的韧性。
晶界工程在金属、陶瓷和复合材料等领域具有广泛应用。
5. 添加强化相和纳米颗粒:通过向材料中添加强化相和纳米颗粒,可以改变材料的内部结构,增强材料的强度和韧性。
强化相和纳米颗粒可以阻碍材料中的位错和裂纹的传播路径,同时提高材料的界面结合力和位错密度,从而增加材料的韧性。
6. 合理应力分布:在材料强韧化中,合理的应力分布是关键。
通过调整材料内部的应力分布,可以有效地减少应力集中区域,降低材料的应力集中度,从而提高材料的韧性。
综上所述,材料强韧化是通过微观结构和组织设计来提高材料的强度和韧性的过程,具体包括平衡硬度和韧性、晶体结构优化、界面微观结构设计、晶界工程、添加强化相和纳米颗粒以及合理应力分布等方面的研究,通过这些措施来增强材料的界面结合力、位错密度、界面耐久性等性能,提高材料的韧性和强度。
粉末冶金原理
测定比表面的透过法是通过测定透过系数来求得比表 面的。这个方法的原理是根据柯-卡门公式:
测定比表面的透过法,通常是以气体(特别是空气) 为介质,操作简便、迅速,得到了广泛应用。但此法只适 用于层流而不适用于紊流,并且当孔道很细,接近气体分 子平均自由程时,也不适用。
四、粉末多孔材料的其他特性
粉末多孔材料易压缩变形的特性,是通过各种变形 方式使多孔体致密化的基础。关于多孔体的变形特性, 第六章已经详细讨论过,不再重复。在工业技术上也常 利用这一特性来制取密封材料。高孔隙度的多孔铁的柔 软性和易压缩变形特性接近于铅。德国曾用多孔铁代替 铜制造炮弹箍,以节约大量铜材,它具有和铸铜相同的 硬度,当炮弹沿炮身来复线射出时,炮弹箍由于易压缩 变形和孔隙中润滑剂的作用,不至于磨坏来复线。
一、粉末材料孔隙度和孔径的测定
孔隙度和密度是粉末冶金材料的基本特性,孔隙度和 密度的测定是控制粉末冶金材料质量的主要方法之一。试 样的体积可采用量度几何尺寸的方法,也可采用液体静力 学称量方法来测定。对于致密材料,可直接将试样放在水 中称重,其残留孔隙度也可以采用显微镜法进行定量估算。 对于具有开孔隙的材料,用液体静力学法称量时,为了不 让液体介质进入孔隙,可浸渍熔融石蜡、石蜡泵油、无水 乙醇液体明胶溶液和凡士林等物质,使烧结体的 开孔隙饱和或堵塞。
在多孔材料中,层流时比能损失较小(和流速的一次 方成正比),而且在流体流过很细的孔道时,流速一般不 会很高。下面着重研究在层流条件下流体的透过规律。 当有层流的流体通过多孔材料时,在单位面积上的流速与 其压力梯度成正比,通常以达尔西公式表示:
为了工程上使用方便,在实际测量中多采用相对 透过系数 对于气体叫相对透气系数;对于液 体叫相对渗透系数。则式(7-3)可变为:
材料的强韧化5-材料强韧化设计的总体思路
复合材料制备技术的研究
(1)组分设计(其物理化学相容性研究) (1)组分设计(其物理化学相容性研究); 组分设计 (2)相材料表面处理; 相材料表面处理; (3)制备方法、工艺参数选择和工艺条件控制 制备方法、 的研究。 的研究。
复合材料强韧化力学性能试验与评价
(1) 检验强韧化力学设计模型预报的复合材料 力学性能的可靠性,以检验计算模型并对 力学性能的可靠性, 计算模型进行修正 (2) 对复合材料的强度与韧性进行测试与评价
检验强韧化力学设计模型预报的复合材料力学性能的可靠性以检验计算模型并对计算模型进行修正对复合材料的强度与韧性进行测试与评价在强韧指标需求损伤模式分析材料微结构优化匹配工艺参数控制之间可以形成对强韧化设计原理和实验室实现的闭环体系
第五讲 材料强韧化设计的总体思路
一、复合材料的强韧化设计
(1)复合材料强韧化力学设计准则和模型的建立 (2)复合材料设计与制备工艺技术研究 (3)复合材料强韧化力学性能试验
强韧化设计: 2. 强韧化设计:
针对材料界面增韧主要从以下两个方面考虑: 针对材料界面增韧主要从以下两个方面考虑:其 一提高界面断裂韧性;其二是实现最佳断裂路径。 一提高界面断裂韧性;其二是实现最佳断裂路径。 根据材料界面增韧的力学机理,即可进行界面强 根据材料界面增韧的力学机理, 韧化设计,对确定的外载状态, 韧化设计,对确定的外载状态,主要从以下几个方面 来考虑: 来考虑: 界面层结构特征设计; (1)界面层结构特征设计; 界面断裂韧性曲线设计; (2)界面断裂韧性曲线设计; 最佳断裂路径设计。 (3)最佳断裂路径设计。
复合材料强韧化力学设计准则与模型的建 立过程分五项工作内容: 立过程分五项工作内容: 复合材料强韧化机理研究; (1) 复合材料强韧化机理研究; (2) 增强相、基体及其界面的损伤与失效准则 增强相、 研究; 研究; 应力-应变分析、损伤与断裂参量计算; (3) 应力-应变分析、损伤与断裂参量计算; 复合材料的损伤、扩展与失效过程的模拟; (4) 复合材料的损伤、扩展与失效过程的模拟; 复合材料微结构优化设计。 (5) 复合材料微结构优化设计。
复合材料导论讲稿(中科院石南林)
复合材料导论Introduction to Composite Materials(讲稿)石南林中国科学院金属研究所2004年2月目录第一章前言一、材料的发展与人类社会的进步二、复合材料的提出三、复合材料的发展历史和意义四、课程的重点和要求第二章复合材料概述一、复合材料的定义和特点1、复合材料的定义2、复合材料的特点3、复合材料的基本结构模式二、复合材料的分类三、复合材料的发展历史四、复合材料的基本性能第三章复合材料界面一、复合材料的界面二、复合材料的相容性三、复合材料的界面理论四、界面结合强度的测定1、界面结合强度的测定2、界面结合强度的表征五、界面残余应力第四章复合材料的复合理论一、复合材料的增强机制1、颗粒增强复合材料的增强机制2、纤维(包括晶须、短纤维)增强复合材料的增强机制二、复合材料的复合法则—混合定律1、混合定律2、连续纤维单向增强复合材料(单向板)3、短纤维增强复合材料第五章复合材料力学和结构设计基础一、复合材料力学1、单层复合材料2、层合复合材料二、复合材料设计1、单向层弹性常数预测公式2、正交层的工程弹性常数预测公式3、单向板强度预测公式4、复合材料的强度准则5、平面正交织物复合材料的强度6、应力的转换7、复合材料的其它性能第六章复合材料基体一、聚合物1、热固性树脂2、热塑性树脂二、金属1、用于450︒C以下的轻金属基体(铝、镁及其合金)2、用于450~750︒C复合材料的金属基体(钛及其合金)3、用于750︒C以上高温复合材料的金属基体三、陶瓷1、氧化物陶瓷2、非氧化物陶瓷3、玻璃陶瓷四、碳(石墨)第七章复合材料增强剂一、复合材料增强剂的特点二、纤维1、无机纤维2、陶瓷纤维3、有机纤维4、各种纤维性能的比较三、晶须四、颗粒第八章聚合物基复合材料(PMC)一、聚合物基复合材料的分类二、聚合物基复合材料的性能三、聚合物基复合材料的制备工艺四、复合材料成型固化工艺1、工艺性2、复合材料的固化工艺过程五、PMC的界面1、PMC的界面特点2、PMC的界面表征3、PMC的界面作用机理4、PMC的界面设计六、纤维增强聚合物复合材料的力学性能1、静态力学性能2、疲劳性能3、冲击和韧性七、铺层设计1、层合板设计的一般原则2、等代设计法3、层合板排序设计法4、层合板的层间问题八、结构设计1、明确设计条件2、材料设计3、结构设计第九章金属基复合材料(MMC)一、金属基复合材料概述1、金属基复合材料的分类2、金属基复合材料的研究特点二、金属基复合材料的制备工艺1、金属基复合材料的制备工艺概述2、先驱(预制)丝(带、板)的制备3、固态法(连续增强相金属基复合材料的制备工艺)4、液态法(非连续增强相金属基复合材料的制备工艺)5、粉末冶金法(非连续增强相金属基复合材料的制备工艺)6、原位(in situ)生长(复合法)三、金属基复合材料的界面和界面设计1、金属基复合材料的界面2、金属基复合材料的界面结合3、金属基复合材料的界面残余应力四、金属基复合材料的的性能1、金属基复合材料的的一般性能特点2、纤维增强金属基复合材料的的性能3、颗粒、晶须增强金属基复合材料的的性能第十章陶瓷基复合材料(CMC)一、陶瓷基复合材料概述二、陶瓷基复合材料的制备工艺1、粉末冶金法2、浆体法3、反应烧结法4、液态浸渍法5、直接氧化法6、胶-凝胶(Sol-Gel)法7、化学气相浸渍8、其它方法三、陶瓷基复合材料的界面和界面设计1、界面的粘结形式2、界面的作用3、界面的改善四、陶瓷基复合材料的的性能1、室温力学性能2、高温力学性能五、陶瓷基复合材料的的增韧机制1、颗粒增韧2、纤维、晶须增韧第十一章碳碳复合材料(C/C)一、碳碳复合材料概述二、碳碳复合材料的制备工艺1、碳碳复合材料的预成型和基体碳2、碳碳复合材料的制备工艺三、碳碳复合材料的界面1、碳碳复合材料的界面和结构2、碳碳复合材料的显微组织四、碳碳复合材料的抗氧化1、碳碳复合材料的氧化2、碳碳复合材料的氧化保护原理3、碳碳复合材料的抗氧化保护第十二章水泥复合材料一、水泥1、水泥的定义和分类2、水泥的制造方法和主要成分3、水泥的强度和硬化二、水泥复合材料1、混凝土2、纤维增强水泥复合材料3、聚合物改性混凝土三、水泥复合材料的成型工艺1、混凝土的配合比设计及成型工艺控制2、钢筋混凝土的成型工艺3、纤维增强水泥复合材料的成型工艺4、聚合物改性混凝土的成型工艺四、(钢筋混凝土)纤维/基体的界面第十三章混杂复合材料一、混杂复合材料概述二、混杂复合材料混杂方式1、单向混杂纤维复合材料2、单向预浸料角度铺层混杂3、混杂织物混杂4、超级混杂复合材料5、三向编织物混浊6、复合夹层结构三、混杂复合材料的几个概念1、混杂效应2、混杂复合材料的界面和界面数3、混杂比4、分数度5、铺层形式6、临界含量四、混杂复合材料的力学性能1、弹性模量2、横向弹性模量3、单向混杂复合材料沿纤维主向的强度4、纤维的临界含量第十四章纳米及分子复合材料一、纳米粉体的合成1、纳米粉体的物理制备方法2、纳米粉体的的化学制备方法二、先进纳米增强剂的制备1、碳化硅纳米晶须2、碳纳米管3、纳米碳纤维三、陶瓷基纳米复合材料的制备1、纳米-纳米复合材料2、纳米-微米复合材料四、聚合物有机-无机纳米复合材料的制备方法1、溶胶-凝胶(Sol-Gel)法2、层间插入法3、共混法4、原位聚合法5、分子的自组装和组装6、辐射合成法五、聚合物有机-无机纳米复合材料的应用现状六、应用前景展望第十五章复合材料的应用和发展一、复合材料的应用1、聚合物基复合材料的应用2、金属基复合材料的应用3、陶瓷基复合材料的应用4、碳碳复合材料二、复合材料的发展1、复合材料的性能对比2、复合材料的发展趋势第一章前言一、材料的发展与人类社会的进步材料是人类社会进步的物质基础和先导,是人类进步的里程碑。
复合材料的强韧化PPT课件
同的值,相当于式4.1中的Ktip。。当KC达到临界值KCIC时,断裂 发生。e*的效果可用KC表达。
KC = K - KC 即由屏蔽机理K随荷重而增加,此为表观现象。而实际的断裂过程
则由KC所支配。所以KC 越大,表示韧化效果越好。
纤维与基体的刚性比 越大,应力集中越严 重;
界面剪切强度接近0时, 应力集中可以忽略不 计;
相邻纤维之间的距离 增大(纤维的体积分 数减少),则应力集 中会减轻。
环氧树脂/碳纤维 界面强度较大
产生大的应力集中
呈现出贯通大的纤维束的倾 向
聚酯/玻璃
聚酯/Kevlar纤维 连接较弱,发生了大范围的纤维拔出
提高断裂韧性
• 使强化材料分布均匀,限制颗粒或纤维的 尺寸,改善成形工序。优异的界面强度的 提高。
• 非金属基体,对于基体的能量吸收,虽然 是有限的范围,但是,强韧化的机理还是 有很大意义的。
• 塑料基复合材料的韧性的改善,其基本想 法也是使用其韧性高于基体的强化材料。
基体的变形
• 金属基体一般在裂纹附近产生大的滑移,所以具有高 的断裂韧性。但是高分子材料(特别是热固性树脂) 与陶瓷的断裂韧性一般较低。
• 复合材料的断裂中基体的变形,与同一材料非强化状 态下的变形相比,有很大的不同。
• 基体的变形会受到很多约束,在刚性高的纤维周围的 基体,不能进行自由的变形,负荷的传递的不同。
• 裂纹附近的应力是三维应力场,阻碍基体伴随着变形 的塑性流动。
• 横向的拉伸应力,阻碍了塑性流动,却在材料中产生 了空洞,反而容易断裂。
G 2c / E
C*
2 E 2
Cu_YBaCuO粉末复合材料组织与性能的研究
Cu-YBaCuO粉末复合材料组织与性能的研究 Properties and Stability of Cu-YBaCuO Composites Elaborated by Extrusion of Elemental Powder Mixture 高 飞 宋宝韫 Dupeyrat Ph+ Grosbras M+ 徐有容△(大连铁道学院材料系,大连,116028)(+法国国家科学院物理冶金实验室)(△上海大学,上海,201800)Gao Fei Song Baoyun Dupey rat Ph+ Grosbras M+ Xu Yourong△(Dalian Railw ay Institute,D alian,116028,China)(+L abor ato ir e de M et allurg ie P hy sique-U RA131,Fr ance)(△Shang hai U niver sity,Shang hai,201800,China)摘 要 预期得到一种具有较高强度而又不降低导电率的铜基粉末复合材料,选用超导陶瓷粉末Y BaCuO为强化相,以冷等静压、热挤压等粉末冶金方法研制了两种(Cu-5%YBaCuO和Cu-20% Y BaCuO)粉末复合材料。
在常温和液氮温度下测试了这两种复合材料的力学性能与导电性能。
研究表明,该复合材料低温(77K)时的力学性能优于室温,但导电率并没有改善。
其原因在于所加入的四方超导相Y Ba2Cu3O7-x不稳定而失去超导性能。
即使提高Cu2O的含量也没改善这一状况。
关键词 复合材料 高温超导 Y Ba CuO ABSTRACT T o pr oduce mechanical r einfo rcement of a copper matr ix without any loss of conductiv ity for lo w temper ature applications,it is pro po sed to r e-place classical alumina par ticles by super conducting particles.T his paper descr ibes a fir st a ttempt t o sy n-thesise co pper composit es co nt aining5wt%YBaCuO or20w t%Y BaCuO by using a po wder pro cessing ro ute.T he r esulting mechanical and electr ical pro p-erties ar e measur ed at t he temper ature77K and 300K.lt show s that it is difficult t o clear up the de-co mposition pr ocess o f the o r thor ho mbic Y Ba2Cu3O7-x superco nduct ing phase o ccur ring during the elabor atio n.A ddit ion o f an in-situ ox y gen do nor,such as Cu2O ox ides in t he initial pow der mix tur e appear s to be insufficient to stabilise the ox y gen sto ichiom etry o f the superco nduct ing par ti-cles.KEY WORDS composite material,H.T.T.super-conductor,YBaC uO1 引 言高温超导材料如Y Ba2Cu3O7-x允许在液氮温度以上使用,这大大开阔了超导材料的使用范围。
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E. Gregorová , W. Pabst / Journal of the European Ceramic Society 31 (2011) 2073–2081 Process control and optimized preparation of porous aluminaceramics by starch consolidation casting
发展历史
1916年在德国首先制造出用二氧化钍强化的钨丝,1919 年这种钨丝在美国工业中开始应用。 1946年瑞士依尔曼发现了烧结铝(Al-Al2O3合金)。
1962年制成镍-二氧化钍合金(ThO2-Ni)。
1970年发明机械合金化方法,使弥散强化合金获得较 大进展,研制出用弥散强化和时效硬化或固溶强化方 法结合起来制成的一系列用于高温的合金(机械合金化 合金)。目前应用的弥散强化合金约20多种。 中国从50年代开始研制弥散强化合金以来,已研制出 铝、铜、镍等为基体的弥散强化合金。
粉末多孔材料具有很好的浸透性和自润滑性???
由于孔隙的毛细管作用和蓄积作用,具体原因p374页
3. 粉末多孔材料的表面特性
大量孔隙的存在使多孔材料具有很大的比表面, 而比表面的大小又是决定其使用性能的重要指标。 测定开孔隙比表面的方法很多,可用类似于测 量粉末比表面的方法来测定。用BET法测定每克只 有十分之几平方厘米的比表面的试样已相当困难, 因此,对一般由粒度在微米以上的粉末制取的多孔 材料,就不大适用了。当孔隙度大于20%时,用透 过法测定比表面可以得到足够精确的结果,满足实 际应用的需要。
p-对汞所施压强,MPa γ-汞的表面张力,N/m α-汞对试验材料的润湿角,度
D-孔隙直径,µm
汞压入法测定多孔材料孔径分布的方法如下: 将试样置于膨胀计中,并放入充汞装置内,在真 空条件(真空度为1.33~0.013Pa)下,向膨胀计充汞, 浸没试样。压入多孔体的汞量是以与试样部分相联结 的膨胀计毛细管内汞柱的高度变化来表示的。为了使 汞进入孔径小于1.22 µm的孔径,必须对汞施加高压。 随着对汞所施压强的增加,汞逐渐地充满到小孔隙中, 直到开孔隙为汞所填满为止。从而得到汞压入量与压 强的关系曲线,并由此可求得其开孔孔径分布。
(2)粉末多孔材料的透过性能
对于过滤器、含油轴承和其他多孔材料来说,透 过性能是一种很重要的孔隙度特性。研究流体通过 多孔材料的透过性能,可为设计、工艺和应用提供 参考数据。 在多孔体中,当作用在流体上的压差较小,流速 较低,流体的雷诺数Re小于临界雷诺数Re临界时, 则为层流。
当有层流的流体通过多孔材料时,在单位面积上 的流速与其压力梯度成正比,通常以达尔西公式 表示
工程上为了方便,在实际测量中多采用相对透过 系数K,对于气体叫相对透气系数,对于液体叫相 对渗透系数。
应该指出,达尔西公式对实际多孔体的透过规律具有 普遍意义,但只适用于层流条件,而过滤材料往往不 一定只限于层流状态,是否属层流取决于临界雷诺数。 据测量多孔体的渗透性时发现,流体(液体或气体) 的体积流速与压差并不呈线性关系。这说明在一定压 力下,在某些孔隙大小范围内,将超过临界雷诺数而 出现紊流。关于雷诺数Re的计算,由于孔道结构复杂, 表达式也各不相同。
多孔材料的耐腐蚀性比相应的致密材料差,多孔材
料的表面非常发达,所以与周围介质反应的能力显
著增强。致密材料的腐蚀常常发生在表面,多孔材 料的腐蚀不仅发生在表面,而且发生在基体内部, 并且腐蚀介质(特别是液态介质)进入孔隙后,就 很难清除掉。因此,由易腐蚀材料制取的多孔产品, 常常需要进行防腐处理。
4. 粉末多孔材料的其他特性
粉末多孔材料易压缩变形的特性,是通过各种变形方式 使多孔体致密化的基础。
粉末多孔材料具有质量轻和吸收能量好的特性,可用 做消音、消震和隔热装置,使用效果很好。
如用金属纤维制得的粉末多孔材料,在低频时具 有优越的消音性能。用不锈钢纤维制得的多孔材 料,在815 °C高温中仍然不丧失消音。
由于孔隙多,多孔材料的弹性内耗很大,消震性 能很好。高孔隙度的泡沫材料在宇航技术中是一 种很有发展前途的新型材料,具有消音、消震、 隔热和质量很轻等特性。 如泡沫钨的密度只有0.475 g/cm3, 孔隙度高达 98%, 其正常密度是19.35 g/cm3
1. 弥散相和基体的性质 a) 弥散相的性质 根据以上讨论,弥散相粒子稳定而不长大是强化的前提 之一。
对同一基体而言,弥散相不同会有不同的强化效果。
弥散相要求具有高的化学稳定性、高的熔点,从热力 学来说,要求弥散相的生成自由能负值大。 弥散相要求具有高的结构稳定性。
(b)第二相粒子沉淀在位错上阻碍位错的滑移和攀移 这种具有弥散相的合金的抗蠕变能力与抗回复能力有 对应关系。
形变Cu和Cu-Al2O3合金的软化
被弥散相质点钉扎的位错网示意图
影响弥散强化材料强度的因素
弥散强化材料的强度不但取决于基体和弥散相的本 性,而且决定于弥散相的含量、粒度、分布、形态 以及弥散相与基体的结合情况,同时也与工艺(如 加工方式,加工条件)有关。下面分别加以讨论。
c. 形成位错环
b. 位错线弯曲
d. 位错线通过后
在切应力τ作用下,位错线和一系列障碍相遇将 弯曲成圆弧形,圆弧的半径取决于位错所受作 用力和线张力的平衡。在障碍处位错弯过角度 θ, 障碍对具有柏氏矢量b的位错的作用力F将与位 错的线张力T保持平衡。
位错线的平衡
如果用线张力的近似值
切应力
(G是切变模量),临界
这种冷却方式的吸热过程一般通过三条途径实现
a. 利用冷却介质和热流的逆向冷却
b.冷却剂发生物态变化(如熔化、分解、蒸发等)以 吸收大量热量
c. 喷射冷却改变附面层状态,以隔绝壁表面与高热气流。
多孔体止火的原理
是根据火焰通过毛细孔时产生热交换,使燃烧物的 热量通过孔壁而散失,从而阻止燃烧过程的进行, 使火焰熄灭。换句话说,火焰在管道中传播的速度 和孔隙大小是有一定关系的,当孔径减小到某一临 界尺寸时,可燃气体将不可能着火。孔径的这一极 限值称为临界熄火孔径。它与燃气的各种性能之间 的关系用皮克来数Pe临界表示
第六章 粉末材料的孔隙性能与 复合材料的强韧化
1. 概述
2. 粉末材料的孔隙度特性
3. 孔隙度对粉末材料性能的影响(自学)
4.弥散强化
5. 颗粒强化
6. 纤维强化
7.相变韧化和弥散韧化
1. 概述
陶瓷
聚合物
增强剂 MMC
金属 复合材料的范畴
金属粉末材料
粉末材料
颗 粒 材 料
粉末冶金复合材料
金属间化合物 传统陶瓷 陶瓷 复合材料
对一个粒子起作用的位错数取决于粒子间距
第二相粒子上的切应力
使弥散粒子断裂的极限应力与粒子的切变模量成正比
弥散强化两相合金的屈服应力为
1)屈服应力与基体和弥散相的切变模量的平方根的积 成正比,也就是说与基体和弥散相的本性有关。
2)屈服应力与粒子间距的平方根成反比,这也符合实 验结果。 3)柏氏矢量是位错的重要因素,屈服强度的大小直 接与位错有关。
弥散强化的机理 弥散强化机构的代表理论是位错理论。在弥散强化 材料中,弥散相是位错线运动的障碍,位错线需要 较大的应力才能克服障碍向前移动,所以弥散强化 材料的强度高。位错理论有多种模型用以讨论屈服 强度、硬化和蠕变。下面分析几种主要的位错理论 模型。
(1)屈服强度问题
a. 奥罗万机构
a. 位错线通过前
摩尔根对于过滤材料推荐如下公式
当孔径较小时,液体与气体的透过系数相差可达 20倍。这种现象,并不是滤流的层流条件被破坏 所产生的,而是由于固体和液体的介电常数的数 量级不同,使固体表面形成过剩电场,处于固体 表面的液体附面层的物理性质与液体内部的性质 不同,使液体附面层的粘滞系数较高,并且在净 化液体中可能存在固体微粒,从而引起所谓毛细 通道“闭合”现象。 多孔材料由于对液体和气体介质的透过性均匀, 具有很好的过滤作用和均匀分流作用,可以制成 各种过滤器和流体分布元件。
(1) 粉末材料孔隙度和孔径的测定 多孔材料的密度和孔隙度常采用真空浸渍法来测定。 浸渍试样的方法和粉末真密度的测定方法相同。 将清洗干净的 试样在空中称 重w1 真空状态下浸渍液体介 质,使全部开孔隙饱和 后取出试样,除去表面 多余介质
按公式计算烧结 试样的密度和孔 隙度
再一次在空中称 重w2 ,然后在水中称 重 w3
(λ是位错线上粒子的间距)
从此式可以看出,屈服应力与粒子间距成反比,粒 子间越小,材料的屈服强度越大。
烧结铝屈服应力与粒子间距的关系
b. 安塞尔-勒尼尔机构 安塞尔等人对弥散强化合金的屈服提出了另一个 位错模型。他们把由于位错塞积引起的弥散第二相 粒子断裂作为屈服的判据。当粒子上的切应力等于 弥散粒子的断裂应力时,弥散强化合金便屈服。 由于位错塞积而在一个弥散第二相粒子上的切应力可 认为等于
课外请大家比较汞压入法和气体吸 附法的原理和适用范围。
气泡法测定最大孔径及孔径分布的原理与汞压入 法相同,但过程相反。它利用能润湿多孔材料的 液体介质(如水、乙醇、异丙醇、丁醇、四氯化 碳等)浸渍,使试样的开孔隙饱和,再用压缩气 体将毛细管中的液体挤出来。 气泡法仪器设备简单,操作容易。但气泡法无论 是在测定孔径分布的重复性还是测量分布区间方 面,都不如汞压入法,所测数值相当于汞压入法 所测定的孔径体积分布比较集中的贯穿孔隙部分。 气泡法与汞压入法相反,尽管测量最小孔径比较 困难,但是测量最大孔径的精确度高。
现代陶瓷 MMC CMC
PMC
2. 粉末材料的孔隙度特性
一般粉末冶金材料是金属和孔隙的复合体: a. 有低于1~2 %残留孔隙度的致密材料