CN108673962B - 止裂型材 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了止裂型材，包括多层含有止裂结构的单层部，该每层单层部的顶底双面中有一面含有止裂结构，该止裂结构包括多条凸设在该含有止裂结构的面上且同向布置的条状凸起，该多层单层部以预设角度交错叠加固接形成整块止裂型材。止裂结构的材料能在某一特定方向上阻止裂纹的扩展，多层单层部以预设角度交错叠加固接形成整块止裂型材，止裂型材可以抵抗(延缓)任意方向上的裂纹扩展。
Description
技术领域
本发明涉及一种材料领域，尤其涉及一种止裂型材。
背景技术
断裂是造成构件毁灭性失效的主要形式，断裂发生的根本原因是材料(型材)原有缺陷形成裂纹及裂纹的扩展。裂纹的产生和扩展机理主要可以分为三类：循环载荷作用下的裂纹扩展、高温蠕变条件下的裂纹扩展和应力腐蚀作用下的裂纹扩展。裂纹失效的突然性使其成为许多重大事故发生的罪魁祸首。因此大量的研究致力于构件中微裂纹的预防和修复，现有研究主要集中在三个方面：
①已有裂纹修复方面，包括利用机械冲击形成表面合金硬化层，从而提高金属表面的抗疲劳能力，如专利CN201610359455.1所公开技术；利用激光处理使表面微裂纹发生闭合，如专利CN101239432A所公开技术；脉冲放电处理使微裂纹尖端变钝，减少应力集中，阻止裂纹扩展，如专利CN105429203A所公开技术；或者三种技术的复合处理技术，如专利CN98125434.9公开了一种利用机械冲击和激光冲击复合处理微裂纹的方法。
②止裂材料开发方面，包括在材料内部设置微胶囊，当裂纹扩展到微胶囊时，释放修复剂、固化剂等物质，如专利CN200710029991.6所公开技术，阻止了裂纹的进一步扩展；在材料内部设置高温粘结相，当达到一定温度时，粘结相熔化填充所产生的微裂纹，阻止其进一步扩展，如专利CN201310526168.1所公开技术，这种方法在控制高温蠕变失效时比较有效；在材料内部设置裂纹阻挡层，控制裂纹在材料中的扩展，同时裂纹阻挡层往往具有自修复功能，如专利CN200980113311.6所公开技术。
③止裂零部件设计方面，通过对构件应力集中部位的局部加强从而限制裂纹的产生和扩展，如专利CN201510981219.9和CN201210040846所公开技术。
现有止裂材料均需要对材料基本结构进行较大改变，影响了材料原有的物理力学性能(如强度下降、导热性能下降等)，材料的制造成本较高。
发明内容
本发明提供了止裂型材，其克服了背景技术中构件中微裂纹的预防和修复所存在的不足。
本发明解决其技术问题的所采用的技术方案是：
止裂型材，包括多层含有止裂结构的单层部，该每层单层部的顶底双面中有一面含有止裂结构，该止裂结构包括多条凸设在该含有止裂结构的面上且同向布置的条状凸起，该多层单层部以预设角度交错叠加固接形成整块止裂型材。
一实施例之中：该止裂结构的多条条状凸起平行布置。
一实施例之中：该单层部顶底双面中：第一面设有上述的止裂结构，第二面没有设上述的止裂结构，该止裂型材的多层单层部的第一面和第二面的布置同向。
一实施例之中：该单层部的厚度为0.01～1mm；该止裂结构的条状凸起横穿整个单层部的长度或宽度方向，该每相邻两条条状凸起的间距为0.01～0.1mm，该条状凸起的凸起高度占单层部厚度的50％～80％。
一实施例之中：该条状凸起呈D形条状凸起。
一实施例之中：该D形条状凸起具有平面和连接平面的弧面，该平面固接在单层部。
一实施例之中：该多层单层部中每相邻两层单层部的条状凸起的交错角度在45°～90°。
本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：
它包括多层含有止裂结构的单层部，单层部中有一面含有止裂结构，止裂结构包括多条同向布置的条状凸起，止裂结构的材料能在某一特定方向上阻止裂纹的扩展，多层单层部以预设角度交错叠加固接形成整块止裂型材，止裂型材可以抵抗(延缓)任意方向上的裂纹扩展。
止裂结构的多条条状凸起平行布置，在某一特定方向上阻止裂纹的扩展的效果更佳。
止裂型材的多层单层部的第一面和第二面的布置同向，叠加固接方便，增强层与层之间的连接强度，进一步提升阻止裂纹的扩展的效果。
条状凸起呈D形条状凸起，进一步提升阻止裂纹的扩展的效果。
单层部的厚度为0.01～1mm，条状凸起的凸起高度占单层部厚度的50％～80％，条状凸起横穿整个单层部的长度或宽度方向，每相邻两条条状凸起的间距为0.01～0.1mm，增强单层部的强度，进一步提升阻止裂纹的扩展的效果。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是一具体实施方式的单层部进行单轴拉伸试验后的裂纹扩展情况的正面照片。
图2是一具体实施方式的单层部进行单轴拉伸试验后的裂纹扩展情况的背面照片。
图3为一具体实施方式的两层单层部交错叠加固接形成止裂型材的过程示意图。
图4为另一具体实施方式的两层单层部交错叠加固接形成止裂型材的过程示意图。
具体实施方式
止裂型材，请查阅图1至图4，包括多层含有止裂结构的单层部10，该每层单层部10的顶底双面中有一面含有止裂结构，该止裂结构包括多条凸设在该含有止裂结构的面上且同向布置的条状凸起11，条状凸起11直线布置，该止裂结构的多条条状凸起11平行布置，该多层单层部10以预设角度交错叠加固接形成整块止裂型材。根据需要，叠加固接后可以采用热处理技术消除应力，热处理工艺如：200℃淬火然后低温退火，如退火4小时。
该单层部顶底双面中：第一面设有上述的止裂结构，即多条条状凸起11，第二面没有设上述的止裂结构，如为平面，该止裂型材的多层单层部10的第一面和第二面的布置同向。该单层部的厚度为0.01～1mm；该止裂结构的条状凸起横穿整个单层部的长度或宽度方向，该每相邻两条条状凸起的间距为0.01～0.1mm，该条状凸起的凸起高度占单层部厚度的50％～80％。
该条状凸起11呈D形条状凸起。该D形条状凸起具有平面和连接平面的弧面，该平面固接在单层部。
图1和图2是对本具体实施方式之中的单层部进行单轴拉伸试验，获得裂纹的扩展情况，并用扫描电镜进行观察的图片。从图片上可以看到裂纹在扩展路径上，裂纹在扩展路径的垂直方向上有一定的扩展，阻止了裂纹的快速扩展，裂纹尖端出现闭合现象。
一具体实施方式之中：该多层单层部中每相邻两层单层部的条状凸起的交错角度在90°，如图3。
另一具体实施方式之中：该多层单层部中每相邻两层单层部的条状凸起的交错角度在45°，如图4。
以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。
Claims (3)
1.止裂型材，其特征在于：包括多层含有止裂结构的单层部，每层单层部的顶底双面中有一面含有止裂结构，该止裂结构包括多条凸设在含有止裂结构的面上且同向布置的条状凸起，多层单层部以预设角度交错叠加固接形成整块止裂型材；该止裂结构的多条条状凸起平行布置；该单层部顶底双面中：第一面设有上述的止裂结构，第二面没有设上述的止裂结构，该止裂型材的多层单层部的第一面和第二面的布置同向；该条状凸起呈D形条状凸起；该D形条状凸起具有平面和连接平面的弧面，该平面固接在单层部。
2.根据权利要求1所述的止裂型材，其特征在于：该单层部的厚度为0.01～1mm；该止裂结构的条状凸起横穿整个单层部的长度或宽度方向，每相邻两条条状凸起的间距为0.01～0.1mm，该条状凸起的凸起高度占单层部厚度的50%～80%。
3.根据权利要求1所述的止裂型材，其特征在于：该多层单层部中每相邻两层单层部的条状凸起的交错角度在45º～90º。
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