摘要：尺寸稳定性是指材料在长期贮存或者服役环境下保持原始尺寸不变的能力。陀螺仪、星敏感器、光学观瞄设备等角度、速度、位置传感器的关键零部件对材料的微变形十分敏感,材料的尺寸不稳定性问题已经成为制约装备精度的"卡脖子"问题。国外自20世纪70年代从金属的热处理、预拉伸变形等组织调控方法入手做了较深入的研究,我国关于材料尺寸稳定性的研究十分薄弱,主要集中于残余应力的影响上,工程效果不明显。本文介绍作者及其团队长期从事材料尺寸稳定性研究的体会与成果,包括长期贮存(无应力)条件下尺寸稳定性的表征新方法,基于该方法发现了铝合金相稳定、组织稳定及其各向异性的基本规律;总结了铝基复合材料尺寸稳定性设计的基本原理和基于增强体弥散度的设计思路;高尺寸稳定性的光学级、仪表级SiC/2024Al复合材料的微观构型特征及其在实际工程中应用的效果。理论和实践表明,仪表精度及其精度稳定性取决于材料的尺寸稳定性,而材料的稳定性首要因素是其内禀变形特性,而残余应力是次要的。本工作也表明,尺寸稳定性原理的应用对于精密轴承一类高精度零件的技术提升也将有启发性。

摘要：复合材料的强化机制和强度预报一直是材料学的研究热点 ,因为这涉及到材料的组织设计问题。以往的研究对于金属基复合材料的强化机理有很多种说法 ,而且提出了大量的模型 ,但迄今为止缺乏一个统一而完善的理论。本文总结分析了近年来有关金属基复合材料的强化机制和一些相关的模型 。

摘要：为进一步提高新型软磁合金G1J50M的磁性能和尺寸稳定性,采用正交试验设计、直流磁性能自动测量系统、动态尺寸稳定性测试、透射电镜等探索退火温度、保温时间、快冷温度对G1J50M合金最大磁导率、B160、B2000、矫顽力、剩磁和动态尺寸稳定性的影响。结果表明:退火温度是影响G1J50M合金微屈服强度、最大磁导率与矫顽力的最重要因素。随退火温度的升高,最大磁导率升高,矫顽力降低,微屈服强度升高。退火温度、保温时间和快冷温度对动态尺寸稳定性、饱和磁感应强度、剩磁的影响均不显著。最优工艺为退火温度1150℃,保温时间3 h,快冷温度650℃,此时G1J50M合金的磁性能及尺寸稳定性的综合性能最佳。

摘要：对Cu-2.0%Be(质量分数)合金晶界处不连续析出相的形貌及其与热处理参数之间的关系进行了研究,利用正交试验设计的方法选取热处理参数,制备微观结构差距较大的样品,从中筛选所需样品研究了晶界反应物对滞弹性行为的影响。不连续析出相主要存在于晶界处,主要由γ相和α基体相组成。根据极差分析结果,影响晶界反应量的热处理参数主要为二级时效温度,其次为一级时效时间和二级时效时间。滞弹性行为分析表明,晶界反应量对样品加载过程中的变形量影响较大,这是由于不连续析出形成的γ相与基体为非共格关系,在γ相周围存在原子无序区域,位错在此处的湮灭引起原子重排,因此晶体产生滑移,造成合金塑性变形。而无晶界反应物的晶界两侧交错排列着γ′相,位错容易在此处塞积,阻碍晶体滑移。

摘要：过去 30年里金属基复合材料虽然得到了广泛的研究与发展 ,但其性能一致性差的问题制约了其应用 ,因此复合材料的性能设计受到了普遍的关注。强度是材料在工程应用上重要的衡量指标 ,对强度影响因素的研究对复合材料的性能设计至关重要。本文着重分析了复合材料中基体合金化、增强体、基体与增强体的相容性、界面。

摘要：陀螺、加速度计等惯性器件是高精度传感器,对零件的微小变形有着极其敏感的反应。因此,惯性器件材料的尺寸稳定性问题一直是提高精度的关键。作者长期研究发现,惯性仪表精度及其稳定性在结构设计确定的情况下与加工、装配有关,但是本质性的因素是材料在长期温度扰动下的"变形""变性""变质"问题。我国关于惯性器件材料尺寸稳定性的研究十分薄弱,材料与工艺技术已经成为制约仪表精度的"卡脖子"问题。本文重点介绍了材料"变形"即在温度扰动下微纳变形的研究结果。首先分析了惯性器件的服役环境以及该服役环境下的材料响应,从而提出复合材料尺寸稳定性设计的基本原理。通过材料设计,为解决低频谐振、复杂结构热应力变形、动载荷弹性变形、长期静载荷微纳米级变形、长期储存下材料时效自发变形等问题提供了有效的材料设计方案。设计制备的仪表级SiC/Al复合材料在核心关键指标上优于铍材,在"高新工程"、"北斗工程"等重大工程中显示出优异的技术效果。

摘要：金属基复合材料可以通过基体合金成分改变、增强体的形态和种类选择及工艺控制等要素获得不同的材料特性,因而具有很强的可设计性。在金属基复合材料性能设计中,界面状态的控制是核心内容。归纳了作者近几年在金属基复合材料界面控制研究方面的研究工作,包括利用工艺技术方法控制Cf/Al有害界面反应,获得TiB2/Al自润滑界面;利用基体合金化方法控制SiC/Al和Cf/Al有害界面反应,获得W/Cu固溶体界面等方面的理论与实践。研究表明,采用材料制备工艺和基体合金化等方法控制界面反应热力学和动力学过程可以实现抑制有害界面产生及获得有益界面,而且是十分简捷、有效和低成本的方法。

摘要：碳纤维增强铝基复合材料(Cf/A)l具有高比强度、高比刚度、低热膨胀、良好的尺寸稳定性等优异的性能。针对空间环境的应用需求,综述了Cf/Al复合材料的研究成果,分析了Cf/Al复合材料舱体构件的结构强度和结构刚度。研究表明,复合材料纵向弹性模量为230GPa,弯曲强度为1400MPa,耐空间辐照环境特性优异,复合材料圆筒形舱体构件可以比壁厚大一倍的镁合金舱体的结构刚度和结构强度高3倍和3.5倍。碳纤维增强铝复合材料对新一代航天器小型化、轻量化设计提供技术保障。