36、纳米混合金属基复合材料与碳纤维复合材料剪切性能研究

纳米混合金属基复合材料与碳纤维复合材料剪切性能研究

纳米混合金属基复合材料的研究意义与前景

纳米混合金属基复合材料具有极大的研究价值。目前，涉足该领域研究的人员相对较少，这意味着有广阔的探索空间。其特定的性能对于航空航天、军事和汽车等前沿行业的未来应用极具吸引力。例如，在航空航天领域，材料的高强度、低密度等特性能够满足飞行器减重和提高性能的需求；在军事方面，良好的机械性能和抗腐蚀性能有助于提升装备的战斗力和耐久性；在汽车行业，可用于制造更轻量化且坚固的零部件，提高燃油效率和安全性。

在制备工艺方面，粉末冶金和搅拌铸造因其成本和工艺优势，受到研究人员的广泛关注。粉末冶金是将金属粉末与增强相混合后，通过压制和烧结等工艺制成复合材料；搅拌铸造则是在液态金属中加入增强相并搅拌均匀，然后冷却成型。这些工艺各有特点，通过对它们的比较研究，可以了解如何选择合适的制备方法。

未来，还将对纳米混合金属基复合材料的各种加工工艺展开研究，以进一步挖掘其性能潜力。

碳纤维复合材料的加载类型与特性

碳纤维增强复合材料（CFRC）有轴向和非轴向两种加载方式。当加载方向沿纵向或横向时，处于特别正交各向异性条件。在此条件下，拉伸性能和剪切性能之间没有相互作用。拉伸加载仅产生拉伸应力和拉伸应变，剪切加载仅产生剪切应力和剪切应变，交叉系数为零，CFRC 不会发生变形，是工程应用的理想状态。

当加载方向不沿纵向或横向时，处于一般正交各向异性条件。此时，拉伸性能和剪切性能之间相互作用显著，拉伸加载会同时产生拉伸和剪切特性，剪切加载也会同时产生剪切和拉伸特性，交叉系数 mx 和 my 不为零，CFRC 会发生变形，不适合工程应用。

碳纤