钢纤维可有效阻碍水泥基材料中微裂缝的产生和发展, 提高其抗裂能力。基于Eshebly等效夹杂理论和最大周向应力准则, 获得了平面应力条件下无限大薄板中裂缝与钢纤维相互作用的应力强度因子(SIF)解, 推导了掺入纤维后的Ⅰ-Ⅱ复合型断裂裂缝尖端最大应力表达式。根据掺入钢纤维前后裂缝尖端最大应力比, 分析了钢纤维方向、位置和弹性模量对增韧效果的影响。结果表明, 钢纤维通过改变裂缝尖端应变场, 影响应力强度因子, 从而降低尖端最大应力。当钢纤维方向与裂缝方向垂直时, 裂缝尖端最大应力比最小, 定向后钢纤维的增韧效果最明显。钢纤维的增韧效果主要受纤维方向影响, 而受纤维弹性模量的影响小。

采用球磨混合、雾化造粒方法制备了氧化石墨烯/碳化硼(GO/B4C)复合粉体, 并将其在2 100 ℃和30 MPa压力下真空热压, 得到了还原氧化石墨烯/碳化硼(rGO/B4C)复合材料, 使用扫描电镜(SEM)、热重分析(TG)和X射线衍射(XRD)等表征方法和三点弯曲法以及排水法等测试方法对复合材料进行表面相分析和力学性能表征, 研究了GO添加量对rGO/B4C复合材料的弯曲强度和断裂韧性等力学性能的影响。结果表明, 将稳定分散的GO/水悬浮液逐步加入到球磨中的B4C浆料中, 可以得到混合均匀的GO/B4C复合粉体。在粉末浆料中加入质量分数为1.5%的GO, rGO/B4C复合材料的弯曲强度和断裂韧性分别为535 MPa和5.2 MPa·m1/2, 分别比B4C陶瓷提高了72.6%和136%, 有利于碳化硼陶瓷在**防护领域的应用。并从石墨烯拔出、裂纹偏转和桥接等方面解释了rGO/B4C复合材料的增韧机理。

陶瓷粉末氧化锆在激光熔覆技术中的主要增韧机制有相变增韧和弥散增韧，将其作为增韧相以适当的比例添加到钴基合金粉末（Stellite-6）中，选择合适的工艺参数，在钛合金TA15表面制备出了掺杂5%(质量分数)氧化锆的钴基合金涂层。实验结果表明：含有氧化锆的钴基合金涂层的晶粒得到细化，组织均匀分布，涂层的致密度得到提高；含有氧化锆熔覆层中的裂纹得到了修复，熔覆层的组织性能得到改善，X射线衍射的分析也证实了熔覆层中存在单斜相的氧化锆，即发生了相变增韧；同时氧化锆的加入提高了熔覆层的显微硬度和耐磨性，从而为改善激光熔覆层的性能提供了一定的参考。