1. Korngränsförstärkning:Keramiska partiklar kan fungera som effektiva fästpunkter för korngränser. De hindrar korngränsernas rörelse under deformation och stärker därigenom kopparmatrisen. Närvaron av keramiska partiklar begränsar korntillväxt, vilket resulterar i en finare kornstruktur. Finare korn ger mer motstånd mot dislokationsrörelser, vilket leder till ökad styrka.
2. Interaktioner mellan dislokation och partiklar:Keramiska partiklar kan interagera med dislokationer i kopparmatrisen. Dislokationer är linjefel som kan röra sig och orsaka plastisk deformation i materialet. Keramiska partiklar kan fungera som hinder för dislokationsrörelse, vilket gör att dislokationer böjas eller böjas runt dem. Detta kräver ytterligare energi för att dislokationerna ska övervinna partiklarna, vilket resulterar i ökat motstånd mot plastisk deformation och därmed förstärkning av kopparn.
3. Sprickavböjning och överbryggning:Keramiska partiklar kan också bidra till att koppar härdar. När materialet utsätts för yttre påfrestningar kan sprickor initiera och fortplanta sig. Närvaron av keramiska partiklar kan avleda banan för dessa sprickor, vilket gör att de följer en mer slingrande väg. Detta ökar den energi som krävs för sprickutbredning och förbättrar brottsegheten hos den koppar-keramiska kompositen.
4. Lastöverföring:Keramiska partiklar kan också fungera som bärande komponenter i kopparmatrisen. De kan bära en del av den applicerade belastningen, vilket minskar spänningen på kopparmatrisen. Denna lastdelningsmekanism bidrar till kompositmaterialets totala styrka och mekaniska prestanda.
5. Orowan-förstärkning:I vissa fall kan de keramiska partiklarna fungera som starka hinder som förhindrar rörelse av dislokationer. När dislokationer möter en partikel kan de antingen gå förbi partikeln eller fastnas av den. Den energi som krävs för att dislokationen ska gå förbi partikeln är känd som Orowan-spänningen. Närvaron av partiklar ökar Orowan-spänningen, vilket leder till ökad styrka hos materialet.
De specifika förstärkningsmekanismerna som dominerar i en koppar-keramisk komposit beror på storleken, formen, volymfraktionen och fördelningen av de keramiska partiklarna, såväl som egenskaperna hos kopparmatrisen och arten av gränssnittet mellan de två materialen.
