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论文运用冷冻铸造方法制备了不同固相含量的Al2O3层状多孔陶瓷预制体，通过无压熔渗工艺获得了金属陶瓷网络互穿结构的Nb合金基/Al2O3陶瓷复合材料，在对Nb合金基/Al2O3陶瓷复合材料压缩力学性能测试的基础上采用数值模拟的方法研究了该复合材料的静态力学性能。结果表明：冷冻铸造过程中，可以通过调节冷冻条件和起始浆料的浓度很好的控制多孔陶瓷预制体孔隙的大小和形貌，冷冻速度越快，得到的结构越精细。运用扫描电镜对冷冻铸造法制备的Al2O3多孔陶瓷预制体的组织观察表明，Al2O3多孔陶瓷预制体在空间结构上呈层状形态，随着Al2O3陶瓷粉末含量的增多，Al2O3多孔陶瓷预制体的层间距逐渐减小，层厚逐步增大。Al2O3多孔陶瓷预制体无压融渗Nb-Ti-Al-Cr合金后，复合材料仍然保留Al2O3多孔陶瓷预制体的网络互穿层状结构。
论文基于上述Nb合金基/Al2O3陶瓷复合材料在空间上的层状组织结构，建立了相应的细观模型并采用ANSYS有限元软件对其静态力学性能进行了数值模拟与分析，结果表明：网格尺度、增强体数量、增强体的体积分数和增强体的分布对模型内的应力应变分布有重要影响。随着网格尺度的减小，应力也在减小，当网格尺度达到0.5微米后再细分网格对结果的影响就不明显了；层板分布越均匀，材料的屈服强度越小；层板的数量越多，材料的屈服强度越大；随着增强体体积分数的增加，模型预测得到的屈服强度也在增加，当增强体体积分数达到20％左右后，这种增强效果就越来越不明显了。