Nb-Al/Al2O3金属基陶瓷复合材料组织性能及破坏机理

本项目提出了一种以多孔陶瓷为预制体，利用无压熔渗方法制备具有网络互穿结构的Nb-Al/Al2O3金属基陶瓷复合材料的工艺路线，以较低的成本获得致密的、具有连续显微结构的近净尺寸成形制品。把多孔陶瓷与自发渗入Nb-Al合金相结合制备金属基陶瓷复合材料，充分发挥各自的优势，可以得到抗氧化能力强、力学性能佳、使用寿命长的金属基陶瓷复合材料。通过多孔层状陶瓷骨架的制备参数与其结构的关系、无压熔渗Nb-Al/Al2O3复合材料的组织结构控制、及该复合材料的力学性能与抗氧化性能等方面的研究，并结合解析与数值方法，对该材料在多场条件下的微观组织、断裂行为和损伤演化过程进行分析，以揭示其破坏机理。项目的研究可为延伸宁夏地区铌基材料产业链发展提供必要的科学依据和理论基础。

Nb-Al金属间化合物具有高的熔点和适中的密度，是一种有潜在应用价值的高温结构材料。常温韧性和抗氧化性能不足是致使Nb-Al金属间化合物推广应用的瓶颈。本项目提出一种以多孔陶瓷作为预制体，利用无压熔渗工艺制备具有网络互穿结构的Nb-Al/Al2O3金属基复合材料的工艺路线，以较低的成本获得致密的、具有连续显微结构的近净尺寸成形制品。把多孔陶瓷与自发渗入Nb-Al合金相结合制备金属基陶瓷复合材料，充分发挥各组成相的优势，得到抗氧化能力强、高温力学性能佳、使用寿命长的金属陶瓷复合材料。通过力学性能实验与微观组织分析，探讨该材料在复杂应力状态下的断裂行为和损伤演化过程，建立描述其力学行为的非线性本构模型。运用解析和数值方法研究多场耦合条件下复合材料的破坏机理，以揭示其破坏过程的微观机理。