颗粒增强金属基复合材料变形强化中的应变梯度效应

针对单轴压缩实验，根据颗粒增强金属基复合材料中颗粒和基体两相的局部变形协调条件，并通过简单的位错模型，确定出与变形协调相应的几何必需位错密度，进而导出一种颗粒强化-应变梯度律。从中可以清楚地看出，颗粒增强金属基复合材料的强化由材料的微结构特征几何参数l和基体应变梯度联合控制。对于颗粒含量一定的复合材料，颗粒越小，应变梯度越高，强化效果越好。这一结果揭示了，颗粒强化及尺寸效应主要是通过应变梯度效应来表现的。这也同时说明，应变梯度可能是控制材料变形与断裂的重要因素之一。