最近，期刊《Tribology International》发表了题为“Modeling and analysis of surface integrity transition in cutting of Sip/Al composites based on coordination deformation effect of particle-matrix”的研究论文。博士生郑正鼎为论文第一作者，张建国教授为论文通讯作者。

Sip/Al复合材料具有良好的比刚度和较强的耐磨性等突出特性，在日益先进的高价值工业系统中发挥着重要作用。然而，作为一种典型的颗粒增强金属基复合材料， Al基体和Si颗粒之间的物理和力学差异使得Sip/Al复合材料的超精密加工具有挑战性。了解Sip/Al复合材料的材料去除行为和表面完整性演变机制是实现Sip/Al复合材料低损伤超精密切削的关键。论文基于纳米压痕和划痕实验，在微观尺度上研究了Si颗粒与Al基体的配位变形行为，阐明了Sip/Al复合材料表面完整性转变(Surface Integrity Transition, SIT)的机理和条件。然后，建立了不同材料去除模式下Sip/Al复合材料比切削能的分析模型。研究了塑性变形与表面缺陷形成的竞争关系，提出了塑性变形临界深度的定量预测模型。结果表明，Sip/Al复合材料材料去除行为的演变是Al基体与Si颗粒的协调变形的结果。Sip/Al复合材料的材料去除模式由塑性去除转变为准脆性去除，并伴有颗粒碎裂和脱落，具有明显的SIT特征。临界深度预测结果与实验结果吻合较好，平均误差小于9.8%。适当提高切削速度可以有效提高Sip/Al复合材料的表面完整性。该研究不仅有助于深入了解Sip/Al复合材料切削过程中的材料去除机理，而且为实现低损伤超精密加工提供理论指导。

划擦材料去除行为及损伤演化机制

本研究得到了国家自然科学基金(52225506和52375430)以及国家重点研发项目(2023YFB3407200)的资助。

论文信息：Z. Zheng, D. Chen, K. Huang, J. Zhang, H. Wang, X. Chen, J. Xiao, J. Xu, Modeling and analysis of surface integrity transition in cutting of Sip/Al composites based on coordination deformation effect of particle-matrix, Tribology International 199 (2024) 110024.

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.triboint.2024.110024