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最终稿
摘要：金属基纳米复合材料 (MMNC) 通常比非增强合金表现出优异的性能，这是由于实现了晶粒细化或 Orowan 强化。特别是在轻金属（例如铝和镁）中，作为基质的复合材料在机械性能方面有显著改善的潜力。在某些情况下也可以实现功能化。然而，如果 MMNC 是通过熔体冶金工艺加工的，那么挑战在于陶瓷纳米颗粒在熔体中的均匀分布。纳米颗粒的大表面积会产生很大的范德华力，需要克服这种力。此外，颗粒与熔融金属的润湿性很困难。可以通过超声波、电磁搅拌甚至高剪切施加额外的力。本文讨论了采用高剪切分散技术生产的轻金属基 MMNC 的性能。首先介绍了该工艺的不同特点和基本理论，然后通过将MMNC与其基质材料进行比较来讨论性能改进。
Ti/SiC 金属基纳米复合涂层在超高速撞击下的材料模型表征
钛合金具有高强度重量比、高耐腐蚀性和高熔点等优异性能，已广泛应用于航空航天工业。然而，据推测，通过对钛合金进行涂层处理，可以进一步提高其性能，使其更耐超高速撞击。早期的实验研究表明，用 Ti/SiC 金属基纳米复合材料 (MMNC) 涂覆 Ti-6Al-4V 基材可提高复合材料的抗超高速撞击性能。涂层中 SiC 的体积分数为 7%。这些实验是使用光滑粒子流体动力学 (SPH) 建模方法模拟的。Ti-6Al-4V 基材和 Lexan 弹丸使用了 Johnson-Cook 材料模型。由于缺乏对 MMNC 的详细机械特性，因此使用了双线性弹塑性材料模型来模拟涂层。在本研究中，进行了单参数敏感性分析，以通过与实验弹坑体积的比较来了解 SPH 模型的敏感性。双线性弹塑性材料模型的参数包括弹性模量、泊松比、屈服强度、切线模量和失效应变。对于体积分数为 35% SiC 的 Ti/SiC 金属基纳米复合材料 (MMNC)，这些参数的变化范围为各自基准值的 ±5% 和 ±10%，并且可以获得不同应变率下的应力-应变曲线。这些值适用于整个测试速度范围。利用敏感性分析中的参数，结果表明，当没有实验数据时，可以提高 MMNC 的 SPH 建模精度。结果还表明，双线性弹塑性材料模型可用于高应变率下的 MMNC 涂层。