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形狀記憶合金增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料哪些性能

金屬基復(fù)合材料在高熔點(diǎn)金屬基體中嵌入含有低熔點(diǎn)合金的空心增強(qiáng)體(微球、微管)。然而,金屬愈合劑的封裝使微膠囊可以作為擴(kuò)散屏障,并且界面應(yīng)該足夠脆弱,可以在前進(jìn)的裂紋上破裂而不會(huì)偏轉(zhuǎn)。在中空纖維增強(qiáng)聚合物的研究領(lǐng)域,也有嘗試將含有低熔點(diǎn)愈合劑的中空微纖維整合到金屬系統(tǒng)中。這種愈合的嘗試是通過將銦作為愈合劑加入嵌入在高熔點(diǎn)焊料基質(zhì)中的碳管來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)加熱超過銦熔點(diǎn)時(shí),修復(fù)了向下指向重力的宏觀裂紋。對(duì)這種愈合方法進(jìn)行了計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)研究,強(qiáng)調(diào)了界面潤(rùn)濕性和與重力相關(guān)的裂縫定向是影響愈合液流動(dòng)的主要因素,更多的潤(rùn)濕性體系和重力定向的裂縫更適合填充。

電熱合金

金屬基復(fù)合材料在最早的一次試驗(yàn)中,使用這種方法來修復(fù)Sn和Mg基金屬材料。該方法涉及到用形狀記憶合金(SMA),如鎳鈦諾(NiTi)制成的導(dǎo)線來增強(qiáng)合金基體。SMA絲在加熱到臨界溫度以上時(shí)能夠恢復(fù)其原始形狀[69]。因此,當(dāng)金屬基復(fù)合材料產(chǎn)生裂紋時(shí),產(chǎn)生的塑性應(yīng)變拉伸了連接裂紋的SMA。當(dāng)加熱到SMA的形狀轉(zhuǎn)變溫度以上時(shí),金屬絲收縮回原來的形狀,向基體施加壓力并夾緊裂紋。這伴隨著焊接基體合金中的裂紋,其設(shè)計(jì)是為了在愈合溫度下部分液化。

電熱合金

盡管金屬材料的自動(dòng)自愈生產(chǎn)已經(jīng)成為眾多研究的主題,并將在不久的將來繼續(xù)。它仍處于起步階段。近年來,高分子材料一直是自主自愈合工程材料領(lǐng)域的主導(dǎo)材料,只有一種途徑和機(jī)理,即封裝液體黏附途徑。討論了工程自愈合鈦合金的框架,并提供了一些實(shí)例,揭示了如何將自愈合功能整合到鈦合金中。盡管如此,該機(jī)制的功能歸根結(jié)底是將這些實(shí)驗(yàn)方法在實(shí)驗(yàn)室條件下轉(zhuǎn)化為商業(yè)可用的材料和產(chǎn)品。盡管迄今為止在鈦和金屬方面進(jìn)行的研究相對(duì)有限,但所包含的信息不應(yīng)被認(rèn)為是詳盡無遺的,而應(yīng)開放給進(jìn)一步的改進(jìn)、修改和討論。有明顯的跡象表明,在不久的將來,實(shí)現(xiàn)自主設(shè)計(jì)的自愈合金屬材料將成為可能,這曾經(jīng)是不可能的任務(wù)。


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