谢方宇 2013-2016

团队名称：材料动态行为与特种加工技术

团队介绍：主要研究在高应变速率下材料的局域化塑性变形、再结晶、冲击相变、动态损伤断裂的理论研究，以及在金属复合材料、金属块体纳米材料、金属表面纳米化的高能率制备技术及理论等的研究与开发。

团队成员介绍：

爆炸复合/压实制备Ti/Al2O3/NiCr生物医用复合材料及其组织研究
Fabrication of Ti/Al2O3/NiCr biomedical composites by explosive cladding/compaction and its microstructure
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Ti/Al₂O₃/NiCr复合材料的制备及其微观组织研究

摘要：爆炸复合/压实技术是一种制备三明治结构复合材料的新手段，通过爆炸压实/复合技术在Ti/NiCr双金属复合材料之间增加了一层Al₂O₃中间层，增大了双金属Ti/NiCr复合材料使用过程中的绝缘性，制备了生物医用Ti/Al₂O₃/NiCr复合材料。   

利用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM/EDS)、电子探针（EMPA）、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、拉曼光谱(RAMAN)和四探针电阻测试、压剪强度测试以及显微硬度等多种材料表征和测试方法对Ti/Al₂O₃/NiCr复合材料的金属-陶瓷结合界面和中间Al₂O₃爆炸压实层展开了研究。

界面金属和Al₂O₃粉末在高温高压下熔化，形成了高质量的冶金结合界面。纳米Al₂O₃粉末通过爆炸压实制备了致密的纳米块状Al₂O₃，非晶和纳米晶共存于Al₂O₃爆炸压实体中。

金属/陶瓷界面呈现波浪形，界面平均结合强度为9.36 MPa。热影响区位于靠近中间层的Ti侧，出现了晶粒长大现象。Ti、NiCr分别Al₂O₃产生了界面反应，生成了金属间化合物AlTi₃和Al_0.9Ni_4.22，金属间化合物的形成有利于结合界面强度的提高。

Al₂O₃爆炸压实体在复合材料中起到了绝缘的作用。爆炸压实体的平均显微硬度是171 HV_0.025。爆炸压实过程中生成了部分粘稠状的非晶Al₂O₃，促进了整个Al₂O₃层的烧结。在爆炸压实过程中还生成了二次电子成像下透明的Al₂O₃片状材料。原始γ-Al₂O₃发生了相变生成了α-Al₂O₃。形成过程包括γ-Al₂O₃纳米粉末的爆炸压实，颗粒的碰撞，射流的形成，Al₂O₃的熔化，非晶的形成，再结晶形成α-Al₂O₃。