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延性夹层层状复合材料主要通过夹层的塑性形变引起裂纹在夹层界面钝化、捕获、桥连等,提高层状复合材料的韧性。本研究将陶瓷材料、金属材料和高分子材料有机结合,应用应力分散和多级能耗的机理,以环氧树脂胶黏剂为粘结剂,采用常温下模压的方法制备了Al2O3/Al、Al2O3/Nylon/Al、Al2O3/steel-epoxy层状复合材料,对它们进行了显微结构分析、力学性能测试、载荷-位移曲线分析、裂纹路径分析等,并进行了裂纹扩展机理探讨和Al2O3/steel-epoxy层状复合材料的耐水、酸、碱性能测试。为了确定固化剂用量,对树脂:固化剂质量比为1∶0.7、1∶0.8、1∶0.9和1∶1.0时环氧树脂固化体系粘结强度和力学性能进行了研究。结果表明:当树脂:固化剂质量比为1:0.8时,环氧树脂胶黏剂的粘结强度最大,力学性能较佳。故选择树脂:固化剂的配比为1∶0.8。采用Al2O3为陶瓷层,Al薄片为夹层,环氧树脂胶黏剂为粘结剂,在5MPa压力下常温模压固化,制备了Al2O3/Al层状复合材料。显微结构分析显示其层间结合紧密,胶层厚度为25μm;力学性能测试表明:和氧化铝相比,其强度虽略有下降,但断裂韧性和断裂功有较大提高,这得益于裂纹扩展过程中形成的多裂纹特征。鉴于Al2O3/Al层状复合材料胶层较薄的情况,在Al2O3层和Al夹层间引入尼龙丝网层控制胶层厚度,制备了Al2O3/Nylon/Al层状复合材料。胶层厚度约为0.15mm。力学性能测试表明:相比于Al2O3/Al层状复合材料,其密度、模量、抗弯强度、断裂韧性有所降低,断裂功稍有提高,但其冲击韧性有较大提高。此外,为了增加延性夹层的延展性,提高层状复合材料的综合性能,分别以60、80、120、150、200、250、300、350和400目钢质丝网作为增强体,环氧树脂胶黏剂作为粘结剂和树脂基体形成steel-epoxy夹层,氧化铝作为陶瓷层,在5MPa压力下常温模压固化,制备了一系列Al2O3/steel-epoxy层状复合材料。结果表明:用200目钢丝网制备的层状复合材料具有较好的综合力学性能,其抗弯强度和氧化铝片相当,达到303MPa,断裂韧性、断裂功和冲击韧性有很大的提高,分别达到14.5MPa·m1/2、3.0KJ/m2和8.46KJ/m2。钢丝网目数对层状复合材料性能有显著的影响。本文对延性夹层的桥接作用进行了模拟,并对裂纹扩展模式进行了分析和探讨。夹层材料性质、层间剥离对夹层的桥接应力和塑性形变有显著的影响,而且存在着一个夹层厚度/陶瓷层厚度的的临界值((tm/tc)crit),小于此临界值时发生宏观裂纹断裂,大于此临界值时发生多裂纹断裂。最后,对具有较好综合性能的200目丝网制备的Al2O3/steel-epoxy层状复合材料进行了吸水率及耐酸碱性测试。结果表明其吸水率较低,在50%H2SO4和20%NaOH溶液中浸泡后质量变化率也不大,这主要是因为层状复合材料裸露在表面的树脂面积较小的缘故。本文所制备的Al2O3/Al、Al2O3/Nylon/Al和Al2O3/steel-epoxy层状复合材料具有典型的延性夹层层状复合材料特征,特别是200目钢丝网制备的Al2O3/steel-epoxy层状复合材料具有较好的综合性能,不仅密度小,强度适中,断裂韧性、断裂功和冲击韧性高,而且具有较好的耐湿、耐腐蚀性和能量吸收能力,有望在需要能量吸收的抗冲击场合得到应用。