[发明专利]一种W-Mo-Cu三元复合材料物理性能的预测方法

权利要求书

1.一种W-Mo-Cu三元复合材料物理性能的预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：在二元致密复合材料物理性能模型的基础上，根据W-Mo-Cu三元复合材料各组元之间的关系和孔隙的特征，充分考虑复合材料中孔隙对其物理性能的影响，把孔隙看作一个组元，通过多次拆分组合将W-Mo-Cu复合材料处理为二元致密复合材料，从而建立适用于三元非致密W-Mo-Cu复合材料的物理性能预测模型；首先将W-Mo-Cu三元非致密复合材料看成由两个组元组成的致密复合材料，即将带孔隙的W-Mo组元看成基体m，记作W-Mo-孔隙，将Cu看成第二组元s，在此基础上基于German模型计算“W-Mo-孔隙-Cu”二元致密材料的物理性能；然后再次将“W-Mo-孔隙”组元进行拆分组合以获得带孔隙的W-Mo组元的物理性能，将其划分为两个组元，即将W-Mo看作基体m′，将孔隙看成第二组元s′，采用Maxwell模型计算“W-Mo-孔隙”致密二元系的物理性能；最后通过Gasik微观力学模型计算W-Mo致密二元系的物理性能，具体过程如下：

步骤1.1：将W-Mo-Cu三元非致密复合材料看成由两个组元组成的致密复合材料建立材料的电导率σ和热导率λ模型，分别将带孔隙的W-Mo组元看成基体m，将Cu看成第二组元s，由于自由电子是材料传导的载体，导电率和热导率的计算方法相似，因此材料电导率和热导率均可通过如下公式计算，其中电导率或热导率用M表示，V为体积分数：

步骤1.2：将W-Mo看作基体m′，将孔隙看成第二组元s′，采用Maxwell模型计算带孔隙的W-Mo组元物理性能，公式如下：

步骤1.3：当Mo的体积分数低于W的体积分数时，将W视为基体m″，Mo视为第二组元s″；当Mo的体积分数高于W的体积分数时，将Mo视为基体m″，W视为第二组元s″；然后通过Gasik微观力学模型计算W-Mo二元系的物理性能，公式如下：

最后，综合步骤1.1-1.3可计算W-Mo-Cu三元复合材料的电导率和热导率；步骤1.4：建立W-Mo-Cu复合材料的热膨胀系数α模型：将W-Mo-Cu三元非致密复合材料看成由两个组元组成的致密复合材料，即将带孔隙的W-Mo组元看成基体m，将Cu看成第二组元s，热膨胀系数由以下公式获得，i＝m,s；

步骤1.5：计算带孔隙的W-Mo组元热膨胀系数：将W-Mo看成基体m′，将孔隙看成第二组元s′，采用Maxwell模型计算带孔隙的W-Mo组元的热膨胀系数；

步骤1.6：采用Gasik微观力学模型计算W-Mo二元系的热膨胀系数：

步骤1.7：通过拉梅常数计算带孔隙的W-Mo组元的弹性模量E和泊松比γ，公式如下：

其中，和μ_m分别是拉梅常数的第一和第二参数，可以通过本征应变自洽模型计算得出；

带孔隙的W-Mo组元的拉梅常数计算如下：

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

其中，和μ(μ_m',μ_s',η)是带孔隙的W-Mo组元基于Eshelby分析理论的弹性本构关系表达，ξ和η分别为与W-Mo相关的Eshelby张量的两个当量因子，其表达式如下：

最后，综合步骤1.4-1.7计算W-Mo-Cu复合材料的热膨胀系数；

步骤二、利用步骤一构建的W-Mo-Cu三元复合材料物理性能预测模型对W-Mo-Cu三元复合材料在不同合金成分和孔隙率下的电导率、热导率和热膨胀系数分别进行计算；

步骤三、制备不同成分和孔隙率条件下的W-Mo-Cu三元复合材料并测试其物理性能，将模型计算结果与实验测试结果进行对比，验证模型的准确性。