胡耀波,鄧 娟,王敬豐,潘復(fù)生,陳玉安

(1重慶大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,重慶400044; 2國家鎂合金材料工程技術(shù)研究中心,重慶400044)

高阻尼鎂基復(fù)合材料研究現(xiàn)狀

胡耀波1,2,鄧 娟1,2,王敬豐1,2,潘復(fù)生1,2,陳玉安1,2

(1重慶大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,重慶400044; 2國家鎂合金材料工程技術(shù)研究中心,重慶400044)

簡述了鎂基復(fù)合材料阻尼性能的研究現(xiàn)狀,介紹了高阻尼鎂基復(fù)合材料的位錯型和界面型阻尼微觀機制,分別闡述了基體成分、增強相類型和含量、基體和增強體界面、應(yīng)變振幅、溫度、頻率和處理工藝對鎂基復(fù)合材料阻尼性能的影響。簡要分析了鎂基復(fù)合材料阻尼設(shè)計思想,并對其發(fā)展方向進行了展望。

鎂基復(fù)合材料;阻尼機制;影響因素

Abstract:The research status of damping capacity of magnesium matrix composites was briefly introduced.The micromechanism of high damping magnesium matrix materials was related with dislocation movement and interfaces slip damping mechanism,and the influence of matrix components,styles and contents of reinforcements,interface between matrix and reinforcement,strain amplitude,temperature,frequency,treatment processes on damping capacity of magnesium matrix composites was respectively discussed.Finally,how to design and develop high damping magnesium matrix composites was analyzed.

Key words:magnesium matrix composite;damping mechanism;influential factor

隨著現(xiàn)代技術(shù)的快速發(fā)展,上至航空航天技術(shù)中飛行器的設(shè)計,下至民用空調(diào)、健身器材的使用,人們對振動與噪聲的控制都提出了更高的要求,為適應(yīng)這個要求,需要研究和設(shè)計出具有更高阻尼性能的材料[1]。與其他金屬材料相比,鎂的密度最低,僅為1.78g/cm3,阻尼性能最高,當(dāng)應(yīng)變振幅為10-4時,阻尼值達到0.11[2],所以純鎂是一種理想的高阻尼、低密度材料,但是其抗拉強度僅為100MPa[3],彈性模量只有45GPa[4],極大影響了純鎂的廣泛使用。為充分利用鎂的高阻尼、低密度性能,解決低強度問題,嘗試在鎂基體中添加一種或多種增強體來提高其強度,獲得高強度、高阻尼、低密度的理想功能-結(jié)構(gòu)材料,已成為現(xiàn)代阻尼材料研究的熱點之一。

本文簡述了鎂基復(fù)合材料阻尼性能的研究現(xiàn)狀,從微觀機制和宏觀影響因素兩方面敘述了鎂基復(fù)合材料的阻尼性能,簡要分析了鎂基復(fù)合材料的阻尼設(shè)計思想,并對其發(fā)展方向進行了展望。

1 鎂基復(fù)合材料阻尼機制

鎂基復(fù)合材料的阻尼機制主要包括位錯型阻尼機制和界面型阻尼機制。

鎂基復(fù)合材料中的位錯除基體和增強體本身所具有的位錯以外,更主要的是基體和增強體之間因熱膨脹系數(shù)不匹配,當(dāng)溫度變化時會在界面附近產(chǎn)生熱錯配殘余應(yīng)力,使基體發(fā)生塑性流變,而增加位錯密度。19世紀(jì)50年代,Granato A和Lucke K J提出了Mg的位錯釘扎模型[2],即 G-L釘扎模型,研究表明鎂基復(fù)合材料的位錯型阻尼也可以用 G-L釘扎模型來解釋[5]。在鎂基復(fù)合材料的組織中有鎂基體的析出物、雜質(zhì)和增強體,它們對位錯有釘扎作用。如圖1(a)所示,位錯線的兩端被一些不可動點釘扎著,即強釘扎;中間有很多結(jié)合力較弱的雜質(zhì)原子釘扎著,即弱釘扎。當(dāng)應(yīng)力較小時,以相鄰弱釘扎點Li(i=1,2,3)之間的位錯線為弦作“弓出”的往復(fù)運動,消耗能量;隨著應(yīng)力的增加,“弓出”的弦繼續(xù)作往復(fù)運動,當(dāng)達到一定值時,弦掙脫弱釘扎點,而以“雪崩”模式增加內(nèi)耗,相鄰強釘扎點L之間的位錯線在應(yīng)力作用下繼續(xù)作往復(fù)運動而消耗能量,阻尼值增大[2,5]?；蚴窃诘蛻?yīng)力作用下,適當(dāng)提高溫度,因為熱激活的作用,位錯線掙脫弱釘扎點的束縛所需要的應(yīng)力降低,因此,當(dāng)在某一溫度以上,位錯線掙脫弱釘扎點,變成又長又相對自由的位錯線而作往復(fù)運動,消耗能量,增加阻尼[6,7]。但是阻尼性能并非與位錯密度成正比,當(dāng)位錯密度在一定值以下時,位錯密度越大,阻尼性能越好;但是在位錯密度增加的同時,位錯線會因位錯密度的增加而更容易發(fā)生纏結(jié),使位錯線的有效長度下降,阻尼不再增加[7]。因此,在低溫下較好的阻尼性能存在一個最佳位錯密度。

鎂基復(fù)合材料的界面包括相界和晶界兩種類型。和鎂合金相比,鎂基復(fù)合材料因增強相的加入,分割了基體或細(xì)化了基體晶粒,產(chǎn)生更多的相界和晶界。在外界應(yīng)力作用下,界面產(chǎn)生滑移,如圖1(b)所示。界面在滑移過程中消耗能量,產(chǎn)生阻尼[6,8]。當(dāng)溫度升高,界面的結(jié)合強度相應(yīng)下降[6],并且相對于增強相,基體會變得相對較軟[7],在相同應(yīng)力作用下,更容易產(chǎn)生滑移而消耗能量,此時界面阻尼對鎂基復(fù)合材料阻尼性能的貢獻遠(yuǎn)高于位錯阻尼。所以高溫下的鎂基復(fù)合材料的阻尼機制主要是用界面型阻尼機制來解釋[6-8]。

圖1 鎂基復(fù)合材料阻尼機制 (a)位錯運動機制[5]; (b)界面滑移機制[9]Fig.1 The damping mechanism of magnesium matrix composites (a)dislocation movement[5];(b)interface slip[9]

2 鎂基復(fù)合材料阻尼性能的研究

20世紀(jì)50至60年代人們開始對金屬基復(fù)合材料進行大量的研究,但大都集中在鋁基、銅基和鐵基復(fù)合材料[9]。1986年,David M Goddard等[10]首次采用石墨纖維增強制備鎂基復(fù)合材料,實驗發(fā)現(xiàn)該材料具有較好的阻尼性能。同年F C Edward等[11]專門研究了石墨纖維增強鎂基復(fù)合材料的阻尼性能,結(jié)果表明復(fù)合材料的阻尼值高于基體材料的阻尼值。到了20世紀(jì)90年代,隨著復(fù)合材料制備技術(shù)的發(fā)展和人們對高阻尼、高強度、低密度減振材料需求的增加,鎂基復(fù)合材料阻尼性能的研究得到了廣泛關(guān)注。

根據(jù)鎂基復(fù)合材料阻尼性能影響的本質(zhì)不同,可以將影響因素分為內(nèi)部因素和外部因素。內(nèi)部因素包括基體成分、增強體種類和含量以及基體相和增強相的界面,外部因素主要包括應(yīng)變振幅、溫度、頻率和處理工藝等。

2.1 影響鎂基復(fù)合材料阻尼性能的內(nèi)部因素

2.1.1 基體成分

純鎂具有所有金屬材料中最好的阻尼性能[8],但是一般認(rèn)為在純鎂中添加第二相獲得的鎂合金的阻尼性能都比純鎂的阻尼性能略低。為獲得高強度高減振性能的鎂系合金,合金元素需要滿足下列條件[2]:(1)在鎂中的固溶度小;(2)有細(xì)化晶粒的作用;(3)能形成具有應(yīng)力集中效應(yīng)大的球狀或樹枝狀的鑄造組織;(4)耐蝕性不低于傳統(tǒng)合金。

Zr在鎂中的固溶度小,合金阻尼性能降幅較小?？字緞偟热薣12]在探討Zr含量對Mg-Zr合金組織和性能的影響時發(fā)現(xiàn),Zr含量在0.1%～0.45%(質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同)范圍內(nèi),原子數(shù)量迅速增加,與位錯的交互作用增強,阻尼性能提高。而在Mg中加入固溶度大的合金元素會引起Mg晶格畸變,阻礙位錯移動,對位錯有強烈的釘扎作用,合金的阻尼性能大幅降低[13]。實驗研究證明了這一點,在Mg-0.6%Zr中添加微量元素 Y,由于 Y在合金基體中的固溶增加,使合金的應(yīng)變振幅無關(guān)阻尼下降[14,15]。黃正華等人[16]研究Ce對AZ91D鎂合金力學(xué)性能與阻尼性能的影響時發(fā)現(xiàn)含0.7%Ce的AZ91D合金晶粒細(xì)化效果佳,力學(xué)性能較理想,阻尼性能最高(Q-1=2.728×10-3),與 AZ91D合金相比,增加了61%。

目前在對鎂基復(fù)合材料阻尼性能的研究中,選擇純鎂和AZ91作為基體的研究較多。張永錕[17]采用擠壓鑄造工藝制備并比較體積分?jǐn)?shù)為20%的β-SiC晶須增強純鎂,Mg-1%Si,AZ91D三種鎂基復(fù)合材料的阻尼性能。在室溫,頻率為1Hz條件下,隨著應(yīng)變振幅的增加,基體為純鎂的阻尼性能最好,Mg-1%Si次之,AZ91最差。AZ91中的合金成分相對最多,對位錯的釘扎作用相對較強,因此表現(xiàn)為阻尼性能最差,但是對其力學(xué)性能的測試發(fā)現(xiàn)結(jié)果恰好相反。

2.1.2 增強相類型和含量

通過合金化提高純鎂力學(xué)性能的同時,其阻尼性能卻顯著降低。在鎂合金中加入合適的增強體,不僅能提高鎂基材料的力學(xué)性能,而且與相應(yīng)的鎂合金相比,其阻尼性能也略有增加,所以可以通過選擇合適的增強體嘗試解決鎂基復(fù)合材料力學(xué)性能和阻尼性能之間的矛盾。常用于增強鎂基復(fù)合材料的增強相有碳化硅顆粒、硅酸鋁短纖維、碳纖維、碳化硅晶須、硼酸鋁晶須等。鎂基復(fù)合材料增強方式主要有兩種:一種為單一增強,一種為混合增強?；旌显鰪姺绞街饕x擇兩種顆?；蛘呤且环N顆粒與一種纖維共同增強鎂基復(fù)合材料。

張小農(nóng)等人[18]研究認(rèn)為,纖維增強鎂基復(fù)合材料與非纖維增強鎂基復(fù)合材料相比,其阻尼性能稍好。這主要是因為纖維的彈性模量較好,對阻尼的貢獻較大,而且復(fù)合材料的力學(xué)性能也相對較好。胡強等人[19]研究了不同體積分?jǐn)?shù)的SiC顆粒增強AZ61鎂基復(fù)合材料的阻尼性能發(fā)現(xiàn),體積分?jǐn)?shù)為3%的 SiC顆粒增強鎂基復(fù)合材料的阻尼性能最好。研究表明,顆粒的種類、尺寸以及含量都對復(fù)合材料的阻尼性能有很大的影響。

混合增強方式較為理想的搭配是顆粒和纖維同時增強。適當(dāng)?shù)念w粒加入使界面增多[6],界面阻尼貢獻增大;纖維的彈性模量較大,對材料的阻尼性能有一定的貢獻,在材料受到垂直于纖維方向的外力時,纖維可以作為主要的受力載體,對提高材料的力學(xué)性能有很大作用。

2.1.3 基體相和增強相界面

最初研究認(rèn)為鎂基復(fù)合材料的阻尼性能是鎂基體和增強相阻尼性能的疊加,但研究發(fā)現(xiàn)實驗值和理論值有一定差距,因此有人開始關(guān)注界面阻尼對復(fù)合材料整體阻尼性能的貢獻,也因此根據(jù)界面阻尼機制設(shè)計出理想的界面層來提高鎂基復(fù)合材料的阻尼性能。

碳纖維的彈性模量較大,常用于增強鎂基復(fù)合材料,但是基體中的合金元素容易與碳纖維發(fā)生界面反應(yīng),破壞纖維的增強效果,所以現(xiàn)在研究中大都采用在纖維表面涂層的方法來減小這種損害。顧金海等人[20]研究纖維增強鎂基復(fù)合材料時在纖維表面沉積一層熱解碳而獲得了一種特殊的界面層,實驗發(fā)現(xiàn)在溫度低于170℃時,纖維表面的碳涂層顯著提高了材料的阻尼性能。顆粒增強鎂基復(fù)合材料主要問題是顆粒容易簇集并且顆粒和基體的潤濕性不好。為解決這個問題,顧金海等人[21]在顆粒表面沉積一層涂層,研究表明,在較低溫度下,由于純鎂本身的阻尼性能,純鎂比復(fù)合材料的阻尼值高;但是隨著溫度的提高,界面阻尼的貢獻增大,有涂層和沒有涂層的復(fù)合材料的阻尼性能都超過了純鎂;在更高溫度下,有涂層的復(fù)合材料的阻尼性能超過沒有涂層的復(fù)合材料。后來,顧金海等人[22]首次建立應(yīng)力有限元模型來模擬金屬基復(fù)合材料的阻尼性能,對于涂層的類型做了詳細(xì)的研究。結(jié)果表明對于彈性涂層,涂層的彈性模量越高,材料的阻尼性能越好;對于塑性涂層,軟涂層和硬涂層都有利于提高復(fù)合材料的整體阻尼性能。

2.2 影響鎂基復(fù)合材料阻尼性能的外部因素

2.2.1 應(yīng)變振幅

一般而言,金屬材料的阻尼性能隨應(yīng)變振幅的增加而增加,但是對于鎂基復(fù)合材料而言有所差別,不同類型和含量增強體的加入改變了材料的阻尼隨應(yīng)變振幅的變化規(guī)律,可大致分為應(yīng)變振幅無關(guān)阻尼和應(yīng)變振幅相關(guān)阻尼。

圖2 SiCp與Al2SiO5f混合增強純鎂復(fù)合材料的應(yīng)變阻尼關(guān)系[23]Fig.2 Relationship of damping capacity(Q-1)and strain amplitude(ε)of pure magnesium composite reinforced by hybrid SiCpand Al2SiO5f[23]

應(yīng)變振幅無關(guān)阻尼有兩種類型,一種是大量增強體的加入給材料增加了大量的強釘扎點,當(dāng)位錯線被強釘扎點完全釘牢時,不可移動位錯增加,材料的阻尼性能不隨高應(yīng)變振幅的增加而增加。張小農(nóng)等[23]用碳化硅顆粒和莫來石短纖維混合增強純鎂復(fù)合材料證明了這一點,當(dāng)體積分?jǐn)?shù)為18%時,阻尼值幾乎不隨應(yīng)變振幅的增加而增加,如圖2所示。另一種是在低應(yīng)變振幅下,位錯線被弱釘扎點釘扎,位錯阻尼Q-1與可動位錯密度ρ和相鄰弱釘扎點之間的距離Li有關(guān),Q-1∝ρLi4。圖2中,當(dāng)應(yīng)變振幅小于10-5時,阻尼幾乎不隨應(yīng)變振幅的變化而變化。

應(yīng)變振幅相關(guān)阻尼會隨著應(yīng)變振幅的增加而迅速增加。如圖2所示,當(dāng)應(yīng)變振幅大于10-5時,阻尼值隨應(yīng)變振幅增加而迅速增加。這種現(xiàn)象可以利用 G-L釘扎模型來解釋,當(dāng)應(yīng)變振幅增加到一定值以后,位錯線以“雪崩”模式從弱釘扎點處掙脫,阻尼隨應(yīng)變振幅和相鄰強釘扎點之間的距離L增加而增加。

2.2.2 溫度

鎂基復(fù)合材料的阻尼性能和溫度有密切關(guān)系。一般情況下,隨溫度提高,材料內(nèi)部缺陷活動能力增強,界面結(jié)合能力降低,在一定的應(yīng)力作用下很容易產(chǎn)生微滑移,阻尼性能增加,同時界面結(jié)合強度下降。但是當(dāng)溫度過高時,界面的結(jié)合強度很低,在外應(yīng)力作用下,滑移已不能產(chǎn)生內(nèi)耗,阻尼不再增加,因此會出現(xiàn)一個最優(yōu)的溫度,產(chǎn)生最好的界面結(jié)合,造成最大的內(nèi)耗而產(chǎn)生內(nèi)耗峰。胡強等人[19]對SiC顆粒增強鎂基復(fù)合材料的研究中分析了溫度-阻尼曲線上出現(xiàn)的兩個阻尼峰,如圖3所示,峰1的出現(xiàn)歸結(jié)為位錯阻尼機制,峰2的出現(xiàn)歸結(jié)為界面阻尼機制。除此之外,當(dāng)溫度增加時有一些需要熱激活的阻尼源被激活,也會產(chǎn)生阻尼溫度峰[17]。

圖3 AZ61合金和SiCp增強復(fù)合材料的阻尼-溫度關(guān)系[18]Fig.3 Relationship of damping capacity and temperature of AZ61 magnesium alloy and its composite reinforced by SiCp[18]

2.2.3 頻率

分析頻率對阻尼性能的影響一般都與討論溫度對阻尼性能的影響聯(lián)系起來。對于復(fù)合材料而言,低頻阻尼要高于高頻阻尼,即當(dāng)測量頻率增大,阻尼值減小。主要原因在于復(fù)合材料阻尼性能的產(chǎn)生是源于位錯的運動和界面的微滑移,在交變應(yīng)力下,頻率越大,兩者在一次循環(huán)中的位錯移動越小,能耗越小,材料的阻尼值越低[17,24,25]。張修慶等人[26]采用原位合成TiC增強AZ91鎂基復(fù)合材料,研究了其阻尼溫度頻率之間的關(guān)系。當(dāng)應(yīng)變振幅不變,溫度在室溫到250℃范圍內(nèi),測量頻率分別為0.1,0.5,1,2.0Hz,測試頻率越大,阻尼值越低。

2.2.4 處理工藝

目前,對鎂基復(fù)合材料熱處理后阻尼性能的研究主要集中在固溶、時效、熱循環(huán)三種熱處理方式[23]。張修慶等人[27]采用原位合成法制備 TiC增強AZ91鎂基復(fù)合材料,研究在420℃固溶處理(T4)和固溶后時效處理14h(T6)后的材料阻尼性能時發(fā)現(xiàn),熱處理降低了熱激活能,增加了可移動位錯的有效長度,有利于提高鎂基復(fù)合材料的阻尼性能。Z Trojanova等人[28]采用擠壓鑄造法制備了體積分?jǐn)?shù)為3%Al2O3纖維和體積分?jǐn)?shù)為20%SiC顆粒增強QE22復(fù)合材料,并對其從室溫到不同溫度(40～400℃)進行熱循環(huán)處理,實驗發(fā)現(xiàn)熱循環(huán)終止溫度低于300℃時,熱循環(huán)處理增加了材料的位錯密度和弱釘扎點之間的有效距離,阻尼隨溫度升高而增大;高于300℃時,因界面的結(jié)合強度顯著降低,即使有微滑移,但已不足以消耗能量,阻尼隨溫度的增加而降低。

對鎂基復(fù)合材料變形處理后的阻尼性能研究較少,但已有的研究表明,變形后復(fù)合材料的阻尼性能下降。張小農(nóng)等[29]對不同狀態(tài)下的 SiC顆粒和 Al2(SiO3)3短纖維混合增強鎂基復(fù)合材料進行了阻尼性能測試證明了擠壓態(tài)的阻尼性能比鑄態(tài)的阻尼性能低,所以可以認(rèn)為變形處理不利于阻尼性能的提高。

機械循環(huán)對鎂基復(fù)合材料阻尼性能的影響研究很少。A.Mielczarek等人[30]研究了室溫下,重復(fù)彎曲對Al2O3/QE22鎂基復(fù)合材料應(yīng)變振幅無關(guān)阻尼性能的影響,隨著彎曲重復(fù)數(shù)的增加,可移動位錯有效長度減少,應(yīng)變振幅無關(guān)阻尼降低,其原因在于基體塑性變形導(dǎo)致復(fù)合材料位錯和位錯,位錯和界面之間發(fā)生了交互作用。

3 鎂基復(fù)合材料阻尼設(shè)計和發(fā)展方向

張小農(nóng)[18,31]在探討高阻尼金屬基復(fù)合材料的發(fā)展途徑中認(rèn)為,高阻尼金屬基復(fù)合材料的設(shè)計可以通過以下三種途徑實現(xiàn):選擇高阻尼性能的金屬基體,高阻尼的增強體和設(shè)計高阻尼的基體、增強體結(jié)合界面。但是從復(fù)合材料的強化機制和阻尼機制來說,材料的力學(xué)性能和阻尼性能是相互矛盾的。從位錯的釘扎-脫釘角度,較好的力學(xué)性能需要有更多的強釘扎點,但是高的阻尼性能要求恰好相反;一定的溫度范圍內(nèi),隨溫度的提高,材料界面發(fā)生微滑移,消耗能量,從而產(chǎn)生高的阻尼性能,但同時力學(xué)性能因界面結(jié)合不好而會相應(yīng)下降。所以現(xiàn)在要解決的問題是協(xié)調(diào)鎂基復(fù)合材料力學(xué)性能和阻尼性能之間的關(guān)系[32],使兩者共同達到最理想值。

從現(xiàn)在的研究來看,擇優(yōu)選擇增強體混合增強鎂基復(fù)合材料和設(shè)計較好的基體與增強體之間的結(jié)合界面,增加界面過渡層是已有研究方案中兩個較好的阻尼設(shè)計方案。但混合增強體的最優(yōu)化配比和界面過渡層的阻尼機制和界面反應(yīng)還需要進一步的研究,所以混合增強鎂基復(fù)合材料和設(shè)計較好過渡層仍是今后鎂基復(fù)合材料發(fā)展的兩個重要方向。

在選擇制備方法上,外加增強鎂基復(fù)合材料的研究較多,但近年來原位合成增強鎂基復(fù)合材料的研究逐漸增多[7,8,26]。外加增強相獲得的鎂基復(fù)合材料的主要缺點是存在界面反應(yīng)并且基體和增強相之間的潤濕性較差,而原位合成的增強相在基體中分布更均勻,顆粒更細(xì)小。TiC陶瓷顆粒因硬度高、密度低、彈性模量高、耐磨性好等原因成為原位合成高阻尼鎂基復(fù)合材料增強相的首選。

處理工藝對鎂基復(fù)合材料阻尼性能影響的研究較少,通過初步的研究論證熱處理工藝對提高鎂基復(fù)合材料的力學(xué)和阻尼性能都有一定的作用。已有研究人員提出通過熱處理或是選擇合適的表面活性劑和表面處理方法處理增強相促使鎂基復(fù)合材料發(fā)生馬氏體相變產(chǎn)生孿晶型內(nèi)耗,增加鎂基復(fù)合材料新的阻尼機制[5]。但是這一構(gòu)想還未完全實現(xiàn),需要進一步研究。

4 結(jié)束語

相對于鋁基復(fù)合材料而言,對鎂基復(fù)合材料阻尼性能的研究起步較晚,其理論知識體系還不成熟,需要大量的科研工作者投入更多的時間與精力研究并設(shè)計出兼具高強度、高阻尼、低密度的鎂基復(fù)合材料,適應(yīng)社會的需要。

[1]戴德沛.阻尼技術(shù)的工程應(yīng)用[M].北京:清華大學(xué)出版社, 1991.

[2]丁文江.鎂合金科學(xué)與技術(shù)[M].北京:科學(xué)出版社,2007.

[3]張小農(nóng).金屬基復(fù)合材料的阻尼行為研究[D].上海:上海交通大學(xué)博士學(xué)位論文,1997.

[4]鄭昌瓊.簡明材料詞典[M].北京:科學(xué)出版社,2002.

[5]譚偉民,沈曉東,張振東,等.鎂基材料的阻尼性能研究進展和展望[J].材料導(dǎo)報,2006,20(8):127-131.

[6]HAO G L,HAN F S,WU J,et al.Damping properties of porous AZ91 magnesium alloy reinforced with copper particles[J].Materials Science and Technology,2007,23(4):492-496.

[7]CAO Wei,ZHANG Cang-fa,FANG Tong-xiang,et al.In situ synthesis and damping capacities of TiC reinforcement magnesium matrix composites[J].Materials Science and Engineering A, 2008,496(1-2):242-246.

[8]ZHANG Xiu-qing,LIAO Li-hua,MA Nai-heng,et al.Mechanical properties and damping capacity of magnesiunm matrix composites[J].Composites:Part A,2006,37(1-2):2011-2016.

[9]王玲,趙浩峰,魏曉嘉,等.金屬基復(fù)合材料及其浸滲制備的理論與實踐[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2005.

[10]GODDARD,DAVID M.Graphite/magnesium composites for advanced lightweight rotary engines[R].USA:SAE,Warrendale PA,1986.

[11]CRAWLEY EDWARD F,MARTHINUS C,SCHOOR VAN.Material damping in aluminum and metal matrix composites[J].Journal of Composites,1987,21(6):553-568.

[12]孔志剛,劉泓波,張虎.Zr含量對Mg-Zr合金組織和性能的影響[J].北京航空航天大學(xué)學(xué)報,2004,30(10):972-976.

[13]WAN Di-qing,WANG Jin-chang,WANG Gai-fang,et al.Effect of Mn on damping capacities,mechanical properties and corrosion behavior of high damping Mg-3wt%Ni based alloy[J].Materials Science and Engineering A,2008,494(1-2):139-142.

[14]林琳,王改芳,陳先毅,等.稀有元素 Y對Mg-0.6%Zr合金力學(xué)性能與阻尼性能的影響[J].鑄造技術(shù),2008,29(6):769-772.

[15]LIU C M,JI R F,ZHOU H T,et al.Effect of Ca/Y on the tensile properties and damping capacities of as-cast Mg-0.6%Zr alloy[J].Magnesium Technology,2006,32(4):495-499.

[16]黃正華,郭雪峰,張忠明.Ce對AZ91D鎂合金力學(xué)性能與阻尼性能的影響[J].稀有金屬材料與工程,2005,34(3):375-379.

[17]張永錕.碳化硅晶須增強鎂基復(fù)合材料的阻尼性能研究[D].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文,2006.

[18]張小農(nóng),吳人潔,張狄.高阻尼金屬基復(fù)合材料的發(fā)展途徑[J].材料導(dǎo)報,1996,(6):68-72.

[19]胡強,揭小平,閆洪.SiCp/AZ61鎂基復(fù)合材料的力學(xué)性能和阻尼性能[J].鍛壓技術(shù),2008,33(2):106-109.

[20]顧金海,張小農(nóng),顧明遠(yuǎn).纖維增強AZ91鎂基復(fù)合材料的阻尼性能[J].航空材料學(xué)報,2004,24(6):29-33.

[21]GU Jin-hai,ZHANG Xiao-nong,GU Ming-yuan.Effect of surface coating of particulate on the overall damping of particulatereinforced metal matrix composites[J].Computational Materials Science,2006,36(3):338-344.

[22]GU Jin-hai,ZHANG Xiao-nong,QIU Yong-fu,et al.Damping behaviors of magnesium matrix composites reinforced with Cucoated and uncoated SiC particulates[J].Computational Materials Science,2005,65(11-12):1736-1742.

[23]張小農(nóng),張荻,吳人潔.SiCp和Al2SiO5f混雜增強純鎂的阻尼性能[J].材料研究學(xué)報,1998,12(1):76-78.

[24]ZHANG Zhen-yan,ZENG Xiao-qin,DING Wen-jiang.The influence of heat treatment on damping response of AZ91D magnesium alloy[J].Materials Science and Engineering A,2005,392 (1-2):150-155.

[25]MA Chun-jiang,ZHANG Di,DING Wei-jiang,et al.Damping capacity of SiCw/MgLiAl composites[J].Journal of Materials Science Letter,2001,20(4):327-329.

[26]ZHANG Xiu-qing,WANG Hao-wei,LIAO Li-hua,et al.In situ synthesis method and damping characterization of magnesium matrix composites[J].Composites Science and Technology, 2007,67(3-4):720-727.

[27]ZHANG Xiu-qing,LIAO Li-hua,MA Nai-heng,et al.The effect of heat treatment on damping characterization of TiC/AZ91 composites[J].Materials Letters,2006,60(5):600-604.

[28]TROJANOVA Z,LUKAC P,RUDAJ EVOVA A.Internal friction in a QE22 hybrid composite[J].Materials Science and Engineering A,2004,370(1-2):542-545.

[29]ZHANG X N.Effect of reinforcements on damping capacity of pure magnesium[J].Journal of Materials Science Letters,2003, 22(7):503-505.

[30]MIELCZAREK A,TROJANOVA Z,RIEHEMANNA W,et al.Influence of mechanical cycling on damping behaviour of short fibre-reinforced magnesium alloy QE22[J].Materials Science and Engineering A,2006,442(1-2):484-487.

[31]張小農(nóng),吳人潔,張狄.高阻尼金屬基復(fù)合材料的發(fā)展途徑[J].材料工程,1997,(9):34-37.

[32]SCHALLER R.Metal matrix composites,a smart choice for high damping materials[J].Journal of Alloys and Compounds,2003, 355(1-2):131-135.

Research Status of Magnesium Matrix Composites with High Damping Capacity

HU Yao-bo1,2,DEN GJuan1,2,WANGJing-feng1,2,PAN Fu-sheng1,2,CHEN Yu-an1,2
(1 College of Materials Science and Engineering,Chongqing University,Chongqing 400044,China; 2 National Engineering Research Center for Magnesium Alloys,Chongqing 400044,China)

TB331

A

1001-4381(2010)01-0089-05

國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃(2007CB613704);國家科技支撐計劃(2007BAQ00134-04);重慶市科委科技計劃重大項目(CSTC, 2008AB4114)

2008-12-31;

2009-11-17

胡耀波(1974—),男,博士,副教授,主要從事鎂合金材料的研究工作,聯(lián)系地址:重慶市沙坪壩區(qū)沙正街174號重慶大學(xué)材料學(xué)院(400044),E-mail:yaobohu@cqu.edu.cn