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颗粒增强金属基复合材料因其诸多的优异性能,被广泛应用于航空,航天、军事装备和电子等领域。但在大多数情况下,颗粒增强金属基复合材料存在着明显的强度-韧性倒置的关系,即随着强度的提高,其韧性下降,限制了其应用。研究发现通过微结构调控和设计制备出的SiCp/Mg多级纳米复合材料,在提高材料强度的基础上还有良好的韧性,很好地解决了复合材料强度和韧性匹配的问题,但是对SiCp/Mg多级纳米复合材料的压缩断裂特性的研究还不够深入。本文以SiCp/Mg多级纳米复合材料作为研究对象,通过材料制备、微观表征和力学性能测试相结合的方法,探究了SiCp/Mg多级纳米复合材料的微结构变形方式、断裂特性和增韧机理。主要研究工作如下:1、采用粉末冶金制备方法得到致密、纯净的SiCp/Mg多级纳米复合材料,并对其进行XRD、SEM和TEM表征。确认了SiCp/Mg多级纳米复合材料的微结构是由软相(纯镁)和硬相(纳米SiC和纯镁复合)组成的多级结构。2、对SiCp/Mg多级纳米复合材料进行准静态压缩测试、动态压缩测试、抗弯强度测试与断裂韧性测试。研究结果表明:SiCp/Mg多级纳米复合材料在提高基体强度的同时也保持了良好的韧性,而且强韧性匹配相对于均匀分布的SiCp/Mg纳米复合材料更好。3、对SiCp/Mg多级纳米复合材料在压缩荷载和弯曲荷载下的微结构变形、微结构破坏、断裂模式和裂纹扩展方式进行显微表征和分析。研究结果表明:SiCp/Mg多级纳米复合材料在压缩变形中软相的分布沿受力方向呈现定向分布的趋势;断裂模式表现为硬相区脆性断裂和软相区塑性断裂的双重失效模式;准静态压缩荷载下的增韧机理主要为多级结构使材料内部产生弥散分布的微裂纹、微裂纹桥接和软相阻碍微裂纹扩展等;动态压缩荷载下的韧化机理主要为高应变率状态下绝热效应使得材料多级结构内部产生局域的热熔化现象,使得材料塑性增加;在弯曲荷载下的增韧机理为通过裂纹偏转、界面脱粘、裂纹分叉、裂纹汇合和裂纹尖端钝化等多种方式来增加材料的断裂韧性和损伤容限。