SiC/Al复合材料中宏微观残余应力的协同消除机制：退火与深冷处理的互补效应

【编辑推荐】本研究通过中子衍射技术系统分析了40 vol.% SiC/6xxxAl复合材料的残余应力，揭示退火可完全消除宏观应力（σⅠ），而深冷处理通过热弹性失配（σⅡ,Th）向局部塑性变形转化，促进SiC颗粒周围位错网络形成，实现微观应力（σⅡ）的高效释放，为航空航天领域高精度复合材料加工提供理论指导。

　　

Highlight

退火与深冷处理对残余应力消除的协同机制：

• 退火可完全消除宏观残余应力（σ^Ⅰ），但保留由SiC与Al热膨胀系数差异引发的微观应力（σ^Ⅱ,Th）

• 深冷处理通过热弹性失配（σ^Ⅱ,El）向局部塑性变形（σ^Ⅱ,P）的转变，诱导SiC颗粒周围形成位错网络，在不显著增加整体位错密度的情况下实现微观应力释放

Conclusions

1. 1.

   退火处理能彻底消除SiC/Al复合材料的宏观残余应力（σ^Ⅰ），但对微观应力（σ^Ⅱ）的消除效果有限

2. 2.

   深冷处理通过触发局部塑性变形（σ^Ⅱ,P），促进热弹性失配应力（σ^Ⅱ,Th）的转化释放，形成自协调的位错网络结构

3. 3.

   退火与深冷联合处理可近乎完全消除复合材料中的宏-微观残余应力，为高精度航空航天部件制造提供新策略