编号：TCHY00033
篇名： 纳微米双相颗粒增强陶瓷基复合材料力学性能的数值模拟
作者： 胡金山; 朱文亮; 杨虹; 罗冬梅;
关键词：纳微米颗粒; 复相陶瓷; 界面应力; 颗粒分布模型; 均质化法;
机构：兰州交通大学土木工程学院; 佛山科学技术学院土木工程与建筑系; 华南理工大学土木与交通学院;
摘要： 以包晶型(纳米颗粒包围微米颗粒)和内晶型(纳米颗粒嵌于微米颗粒中)2种分布状态的特征体积单元为研究对象,利用整体-局部均质化方法从数值分析的角度计算了复相陶瓷材料中纳米颗粒与微米颗粒的排列方式、体积比、粒径比、界面特征等纳微观结构特性对纳微米颗粒增强陶瓷基复合材料有效弹性模量的影响。结果表明纳微米颗粒呈包晶型分布状态时,随体积百分比的增加,有效模量增大较为显著;与矩形特征体积单元相比,六边形情况估算有效弹性模量偏高;纳微米颗粒粒径比越小,颗粒分布越均匀,有效弹性模量越大;微观颗粒与基体间的界面损伤比纳观颗粒与基体的界面损伤更易于导致材料的有效刚度降低。从晶粒细化特征及显微结构等因素解释合理的纳微观复相颗粒分布对陶瓷基复合材料的有效弹性模量的改善效应。