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复合材料原理

课程学科分类：材料学

课程授课人：成来飞殷小玮

超高温结构复合材料国防科技重点实验室

2009.4.23

第十三讲自生复合材料

l1自生复合材料及其理论基础

l2自生复合材料制备方法

l3自生复合材料的结构与性能

1.自生复合材料及其理论基础

1.1自生复合材料(In-SituComposites)

自生复合材料

1.1(In-SituComposites)

依靠人工复合方法制备的复合材料都有可能存在界

面强度不合理，界面稳定性差的界面问题。自生复

合材料在液态向固态转变过程中基体和增强体是共

生的，因而不存在界面不稳定的问题(界面自适应)。

1.自生复合材料及其理论基础

1.1自生复合材料(In-SituComposites)

自生复合材料

1.1(In-SituComposites)

l共晶复合材料(EutecticComposites)

共晶组织：

正常组织：片状，平行

于生长方向纤维状，

分布于连续基体中有

一定的结晶学关系(二

相间)。

非正常组织：独立的二

相，无明显的结晶学

关系。

JavierLLorca,ProgressinMaterialsScience51(2006)711–809

1.自生复合材料及其理论基础

1.1自生复合材料(In-SituComposites)

自生复合材料

1.1(In-SituComposites)

l液固界面结构

共晶组织形态取决于两相的熔融熵：

AS/R

f

界面粗糙度(Jacksoninterfaceroughnessparameter)

A结晶学参数1，

Sf熔化熵R气体常数

2，固-液界面为原子粗糙界面，非小面界面状形成，生长不受

形核率限制。

2，固-液界面为原子光滑界面，小面界面状形成，生长受形核

率限制。

JavierLLorca,ProgressinMaterialsScience51(2006)711–809

1.自生复合材料及其理论基础

1.1自生复合材料(In-SituComposites)

自生复合材料

1.1(In-SituComposites)

粗糙界面（非小平面界面，光滑界面（小平面界面，晶

非晶面型界面)面型界面)

粗糙界面（微观粗糙、宏观平整－金属或合金材料的界面）：

垂直长大。

光滑界面（微观光滑、宏观粗糙－无机化合物或亚金属材料

的界面）：横向长大：二维晶核长大、依靠缺陷长大。

1.自生复合材料及其理论基础

1.1自生复合材料(In-SituComposites)

自生复合材料

1.1(In-SituComposites)

l共晶相界面关系

两相间的关系有三种：

非小晶面/非小晶面共晶规则层片状或棒状

(粗糙-粗糙界面)2，2两者都小于2

12

非小晶面/小晶面共晶不规则共晶组织