高压扭转与热处理协同调控B4C/7075Al复合材料微观结构及力学性能的机制研究

本文通过高压扭转（HPT）与热处理协同工艺，系统研究了B4C/7075Al复合材料的微观结构演化与强化机制。研究发现HPT工艺使B4C颗粒细化至6.89μm并形成高密度位错（7.83×1014 m-2），热处理后峰值硬度提升54%（223 HB）。创新性揭示了“三明治结构”B4C/氧化物/Al界面（晶格失配降至3.86-6.61%）对界面强化的关键作用，为高性能铝基复合材料（PRAMCs）设计提供了理论依据。

　　

Highlights

• 采用高压扭转（HPT）无烧结工艺成功制备复合材料

• 三明治结构B₄C/氧化物/Al界面使晶格失配率显著降低（6.61%和3.86%）

• 峰时效复合材料硬度提升54%（223 HB），纳米硬度达4.54 GPa，弹性模量161.32 GPa，归因于多尺度协同强化机制

Conclusions

本研究通过高压扭转（HPT）及后续热处理制备B₄C/7075Al复合材料，揭示了其微观结构演化与性能强化的协同机制，主要结论如下：

(1) HPT工艺的高静水压力与强剪切变形模式有效促进高密度位错形成（7.83×10¹⁴ m^-2），同时实现B₄C颗粒细化（平均6.89μm）与均匀分布。

（注：翻译部分严格保留原文技术术语如HPT、B₄C等，采用"三明治结构"等形象化表述，并通过"多尺度协同强化"等短语增强专业性表述的生动性。）