仿生竹纤维五系铝基复合结构强-韧性调控与界面显微组织研究（特邀）

为进一步提高铝基复合材料的强度与韧性,避免强韧性倒置关系,通过在铝基体中加入不同体积分数与尺寸的钛合金骨架结构,制备出强韧性可调控的仿竹纤维Al-Ti复合结构。研究发现:钛合金强化骨架与铝合金基体界面间发生了扩散反应,形成了致密的冶金结合,界面内析出相为钛铝金属间化合物。与传统铝基复材相比,复合结构铝基复合材料抗压强度高达380~1085 MPa,形成一体化微/宏观"高强-高韧"纤维状复合结构。对微观变形机制进行研究:高强度化合物的析出有效阻止了异质界面内裂纹萌生、扩展。同时高分辨下观察发现,界面内析出的Ti3Al相变形后在晶粒内部形成了有效的变形孪晶,提升了界面内高、低模量析出相间协调变形能力,是复合结构增强-增韧的主要机制。