[發(fā)明專利]一種W-Mo-Cu三元復(fù)合材料物理性能的預(yù)測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011280126.0
• 申請(qǐng)日: 2020-11-16
• 公開（公告）號(hào): CN112349358B
• 公開（公告）日: 2023-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮可芹;周虹伶;柯思璇;劉艷芳;田堅(jiān)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號(hào): G16C60/00
• 分類號(hào): G16C60/00;G06F30/20;G06F113/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種W-Mo-Cu三元復(fù)合材料物理性能的預(yù)測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：在二元致密復(fù)合材料物理性能模型的基礎(chǔ)上，根據(jù)W-Mo-Cu三元復(fù)合材料各組元之間的關(guān)系和孔隙的特征，充分考慮復(fù)合材料中孔隙對(duì)其物理性能的影響，把孔隙看作一個(gè)組元，通過多次拆分組合將W-Mo-Cu復(fù)合材料處理為二元致密復(fù)合材料，從而建立適用于三元非致密W-Mo-Cu復(fù)合材料的物理性能預(yù)測(cè)模型；首先將W-Mo-Cu三元非致密復(fù)合材料看成由兩個(gè)組元組成的致密復(fù)合材料，即將帶孔隙的W-Mo組元看成基體m，記作W-Mo-孔隙，將Cu看成第二組元s，在此基礎(chǔ)上基于German模型計(jì)算“W-Mo-孔隙-Cu”二元致密材料的物理性能；然后再次將“W-Mo-孔隙”組元進(jìn)行拆分組合以獲得帶孔隙的W-Mo組元的物理性能，將其劃分為兩個(gè)組元，即將W-Mo看作基體m′，將孔隙看成第二組元s′，采用Maxwell模型計(jì)算“W-Mo-孔隙”致密二元系的物理性能；最后通過Gasik微觀力學(xué)模型計(jì)算W-Mo致密二元系的物理性能，具體過程如下：

步驟1.1：將W-Mo-Cu三元非致密復(fù)合材料看成由兩個(gè)組元組成的致密復(fù)合材料建立材料的電導(dǎo)率σ和熱導(dǎo)率λ模型，分別將帶孔隙的W-Mo組元看成基體m，將Cu看成第二組元s，由于自由電子是材料傳導(dǎo)的載體，導(dǎo)電率和熱導(dǎo)率的計(jì)算方法相似，因此材料電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率均可通過如下公式計(jì)算，其中電導(dǎo)率或熱導(dǎo)率用M表示，V為體積分?jǐn)?shù)：

步驟1.2：將W-Mo看作基體m′，將孔隙看成第二組元s′，采用Maxwell模型計(jì)算帶孔隙的W-Mo組元物理性能，公式如下：

步驟1.3：當(dāng)Mo的體積分?jǐn)?shù)低于W的體積分?jǐn)?shù)時(shí)，將W視為基體m″，Mo視為第二組元s″；當(dāng)Mo的體積分?jǐn)?shù)高于W的體積分?jǐn)?shù)時(shí)，將Mo視為基體m″，W視為第二組元s″；然后通過Gasik微觀力學(xué)模型計(jì)算W-Mo二元系的物理性能，公式如下：

最后，綜合步驟1.1-1.3可計(jì)算W-Mo-Cu三元復(fù)合材料的電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率；步驟1.4：建立W-Mo-Cu復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)α模型：將W-Mo-Cu三元非致密復(fù)合材料看成由兩個(gè)組元組成的致密復(fù)合材料，即將帶孔隙的W-Mo組元看成基體m，將Cu看成第二組元s，熱膨脹系數(shù)由以下公式獲得，i＝m,s；

步驟1.5：計(jì)算帶孔隙的W-Mo組元熱膨脹系數(shù)：將W-Mo看成基體m′，將孔隙看成第二組元s′，采用Maxwell模型計(jì)算帶孔隙的W-Mo組元的熱膨脹系數(shù)；

步驟1.6：采用Gasik微觀力學(xué)模型計(jì)算W-Mo二元系的熱膨脹系數(shù)：

步驟1.7：通過拉梅常數(shù)計(jì)算帶孔隙的W-Mo組元的彈性模量E和泊松比γ，公式如下：

其中，和μ_m分別是拉梅常數(shù)的第一和第二參數(shù)，可以通過本征應(yīng)變自洽模型計(jì)算得出；

帶孔隙的W-Mo組元的拉梅常數(shù)計(jì)算如下：

μ_m＝2μ(μ_m',μ_s',η)μ_m'?????????????????????????????????????(12)

其中，和μ(μ_m',μ_s',η)是帶孔隙的W-Mo組元基于Eshelby分析理論的彈性本構(gòu)關(guān)系表達(dá)，ξ和η分別為與W-Mo相關(guān)的Eshelby張量的兩個(gè)當(dāng)量因子，其表達(dá)式如下：

最后，綜合步驟1.4-1.7計(jì)算W-Mo-Cu復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)；

步驟二、利用步驟一構(gòu)建的W-Mo-Cu三元復(fù)合材料物理性能預(yù)測(cè)模型對(duì)W-Mo-Cu三元復(fù)合材料在不同合金成分和孔隙率下的電導(dǎo)率、熱導(dǎo)率和熱膨脹系數(shù)分別進(jìn)行計(jì)算；

步驟三、制備不同成分和孔隙率條件下的W-Mo-Cu三元復(fù)合材料并測(cè)試其物理性能，將模型計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性。