【摘 要】
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Ti/Al3Ti叠层复合材料具有高比刚度、高比强度、高弹性模量、良好的抗腐蚀性以及低密度等特性,在航空航天以及装甲防护领域均具有广泛应用。热压法作为传统制备叠层复合材料的主要方法,受模具尺寸限制,而爆炸焊接因操作简便,不限制尺寸等优点被广泛使用。本文通过“爆炸焊接+热处理”制备Ti/Al3Ti叠层复合材料。为了对比不同装药高度及热处理温度对材料的影响,本文对叠层材料的微观界面、力学性能和断裂机理进
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Ti/Al3Ti叠层复合材料具有高比刚度、高比强度、高弹性模量、良好的抗腐蚀性以及低密度等特性,在航空航天以及装甲防护领域均具有广泛应用。热压法作为传统制备叠层复合材料的主要方法,受模具尺寸限制,而爆炸焊接因操作简便,不限制尺寸等优点被广泛使用。本文通过“爆炸焊接+热处理”制备Ti/Al3Ti叠层复合材料。为了对比不同装药高度及热处理温度对材料的影响,本文对叠层材料的微观界面、力学性能和断裂机理进行探究,主要研究内容和结论如下:（1）通过爆炸焊接制备了Ti/Al叠层复合材料,并在710℃和665℃进行热处理制备Ti/Al3Ti叠层复合材料,通过金相显微镜对材料结合面进行观察,结果表明20 mm装药高度下的Ti/Al材料结合质量最好,710℃下制备的Ti/Al3Ti材料孔洞较少,但Al3Ti层厚低于665℃制备的叠层材料。（2）通过万能试验机对Ti/Al材料进行室温拉伸实验,结果表明20 mm装药高度、1.0 mm间隙下的Ti/Al材料拉伸性能最好,抗拉强度达到354 MPa,。通过分离式霍普金森压杆装置对Ti/Al材料和Ti/Al3Ti材料进行动态压缩实验。结果表明Ti/Al材料经710℃热处理后压缩性能略微下降,经665℃热处理后压缩性能大幅提升。（3）通过原位拉伸实验对Ti/Al3Ti的断裂过程和机理进行探究。结果表明拉伸过程中韧性Ti层会对脆性Al3Ti起到约束作用,Al3Ti层先出现裂纹,并且裂纹在遇到韧性Ti层时会发生偏转,从而使叠层材料吸收更多的拉伸应力,增强材料的拉伸性能。
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