铝基碳纳米管增强复合材料的动态力学行为及应变率效应

摘要

利用电子万能实验机及Hopkinson拉压杆对碳纳米管质量分数为1%的铝基碳纳米管增强复合材料(CNTs/Al)进行了动静态拉压力学试验研究,以揭示碳纳米管对铝基材料的应变率效应及力学行为的影响。实验结果表明,与纯铝试样相比,CNTs/Al因掺杂CNTs而引起的晶粒细化、位错强化和载荷转移等强化机制作用,强度具有明显提升;通过动静态加载下的单轴拉压实验表明,与纯铝相比,掺杂CNTs增加了铝基复合材料在拉伸加载下的应变率强化效应,与压缩加载下略有不同。另一方面,纯铝与CNTs/Al在高应变率下的应变硬化能力均显著提高,且动态拉伸下的拉伸断裂应变均高于静态值,分析认为与高应变率下位错动态回复受到抑制有关。