顆粒增強鋁基復合材料作為一種結(jié)構(gòu)性復合材料,它具有輕質(zhì)高強的特性,主要應用在航空航天、兵工武器、電子元件以及交通運輸?shù)阮I域。目前其主要的制備方法包含有攪拌鑄造法、粉末冶金法、原位反應法、噴射共沉積和擠壓鑄造等。本文在攪拌鑄造基礎上,研發(fā)了轉(zhuǎn)噴微注設備,采用轉(zhuǎn)噴微注法制備了高質(zhì)量的顆粒增強鋁基復合材料。實驗以7075鋁合金作為金屬基體,Al2O3顆粒作為增強體,結(jié)合數(shù)值模擬技術分析了Al2O3p/Al（7075）復合材料制備過程中的增強相的運動和分布情況,研究不同轉(zhuǎn)噴微注工藝參數(shù)下Al2O3p/A1（7075）復合材料的組織變化情況,確定最佳轉(zhuǎn)噴微注工藝參數(shù)。研究了在此轉(zhuǎn)噴微注工藝參數(shù)下不同含量及形式的Al2O3增強相對Al2O3p/A1（7075）復合材料的組織和力學性能的影響,并對復合材料的增強機制及磨損性能進行了研究。具體內(nèi)容如下:首次提出了轉(zhuǎn)噴微注法制備復合材料的新工藝,主要思想是將增強相顆粒連續(xù)微量的噴射入鋁熔體的內(nèi)部,與此同時通過攪拌使顆粒均勻分布在熔體中。基于此目的制作了轉(zhuǎn)噴微注設備,主要由加熱系統(tǒng)、攪拌系統(tǒng)、噴吹系統(tǒng)及攪拌室組成,實現(xiàn)了鋁基復合材料的快速制備,并申請了發(fā)明... 

【文章來源】：太原科技大學山西省

【文章頁數(shù)】：124 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１?２０１５年前金屬基復合材料全球市場??Ｆｉｇｌ．ｌ?Ｇｌｏｂａｌ?ｍａｒｋｅｔ?ｏｆ?ｍｅｔａｌ?ｍａｔｒｉｘ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ?ｂｅｆｏｒｅ?２０１５??

已從１１５ｋｇ減少到了?６５ｋｇ，大幅減輕了整車質(zhì)量，其他國家也有所報道，怛都還處于試??驗研宄階段。ＢＣＣ公司的市場調(diào)查顯示，隨著環(huán)境污染的越來越嚴重＊各大汽車廠商都??開始實行汽車輕量化，節(jié)能減排的標準，為復合材料的發(fā)展提供了廣闊的空間圖１．２??是用金屬基復含材料制備的火車和汽車零部件。目前一些汽車巨頭都瞄準了這一發(fā)展趨??勢，如東京工業(yè)大學、日本科技省所屬的科研所、東京大學：ｎ學部等數(shù)十多所日本科研??單位都開展了相關的研究，豐田、東邦、東麗、本田等大的公司都在開展對金屬基復合??材料的研宄與應用，足見其重視程度。足見其重視程度。??會??圖１．２復合材料產(chǎn)品（ａ）汽車制動鼓和制動碟；（ｂ）火車制動器［５３］??Ｆｉｇｕｒｅ．?１．２?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ?ｐｒｏｄｕｃｔ：?（ａ）Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ?ｂｒａｋｅ?ｄｉｓｃ?ａｎｄ?ｂｒａｋｅ?ｄｒｕｍ．；?（ｂ）Ｒｅｔａｉｎｅｒ??在國內(nèi)，中科院金屬所、北京航空航天大學、上海交通大學等單位在７０年代以來??一直在開展金屬基復合材料的研究與應用。上海交通大學研制出的鋁基復合材料已通過??４??

其在溶液中大的能量的釋放，足以將顆粒團分散。Ｘｉａｏｃｈｕｎ?Ｌｉ等人利用超聲波技術在??３６５鋁合金中成功加入了體積分數(shù)為２％的ＳｉＣ納米顆粒，研宄發(fā)現(xiàn)，這種方法能使ＳｉＣ??納米顆粒在基體中均勻分布，且硬度提高了?２０％。圖１．４是復合材料的制備過程。??＂Ｔ?Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ??Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ?ｐｏｗｅｒ?ｓｕｐｐｌｙ??ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ??Ｈｅａｔ?ｊａｃｋｅｔ?－Ｈ?｜｜?ｈＴ??ａｎｄ?ｃｒｕｃｉｂｌｅ?／Ｊ?ｉｉ?■??｜?屋?Ｃｏｎｔｒｏｌ?ｓｙｓｔｅｍ??■°?ｒ?＇ｅｍ：．?ｓｅｎｓｏｒ??Ａｒｇｏｎ?（°?￣Ｈｅａｔ?ｊａｃｋｅｔ??■－Ｊ?ｐｏｗｅｒ?ｓｗｉｔｃｈ??Ｗ??Ｔｏ?ｗａｌｌ?ｏｕｔｌｅｔ??圖１．４復合材料制備的裝置示意圖??Ｆｉｇｕｒｅ．?１．４?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｄｅｖｉｃｅ?ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ．??１．２．３液態(tài)金屬浸滲法??液態(tài)金屬戀：滲（Ｌｉｑｕｉｄ?Ｍｅｔａｌ?Ｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）是將增強相顆粒冷ＪＳ處理，形成具有一定??７??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]鋁基復合材料的研究現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 陳小紅,鄭興興.  中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè). 2017(16)
[2]擠壓法制備Al2O3/Al鋁基復合材料的組織及性能[J]. 吳瑞瑞,袁錚,李秋書,郭璐,馬雁翔.  鑄造. 2017(01)
[3]原位合成TiC/Al（7075）復合材料的組織及力學性能[J]. 吳瑞瑞,李秋書,郭璐,馬雁翔,王榮峰.  復合材料學報. 2017(06)
[4]鋁基復合材料國內(nèi)外技術水平及應用狀況[J]. 張文毓.  航空制造技術. 2015(03)
[5]金屬基復合材料發(fā)展的挑戰(zhàn)與機遇[J]. 武高輝.  復合材料學報. 2014(05)
[6]TiB2/A356鋁基復合材料的熔模鑄造數(shù)值模擬研究（英文）[J]. 張潔,張東啟,武鵬偉,王剛,李峰,戴朋龍.  稀有金屬材料與工程. 2014(01)
[7]復合材料原位合成技術的研究現(xiàn)狀及展望[J]. 吳瑞瑞,王榮峰,趙紅樂.  鑄造. 2013(08)
[8]A356/SiCp垂直向上吸鑄增強顆粒的流動與分布[J]. 孫鳳振,趙海東,趙宇,董普云,陳飛帆.  中國有色金屬學報. 2013(01)
[9]無壓浸滲法制備氧化態(tài)SiC顆粒增強鋁基復合材料[J]. 張強,姜龍濤,武高輝.  無機材料學報. 2012(04)
[10]SiC納米顆粒增強A356鑄造合金的表征（英文）[J]. Ali MAZAHERY,Mohsen Ostad SHABANI.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012(02)

博士論文
[1]金剛石增強鋁基復合材料界面形成機理及導熱性能[D]. 車子璠.北京科技大學 2017
[2]SiCp/A357復合材料半固態(tài)攪拌鑄造工藝研究[D]. 張楨林.北京科技大學 2017
[3]納米SiC增強鋁基復合材料的粉末冶金法制備及其力學性能[D]. 王治國.吉林大學 2016
[4]SiC納米線誘發(fā)Al基體層錯和孿晶的形成機制及其對力學行為的影響[D]. 董蓉樺.哈爾濱工業(yè)大學 2016
[5]碳納米管（CNT）增強鋁基復合材料的粉末冶金法制備及其力學性能[D]. 祝先.吉林大學 2016
[6]真空吸滲擠壓2D-Cf/Al復合材料及異型件制備研究[D]. 馬玉欽.西北工業(yè)大學 2016
[7]SiC/Al復合材料微屈服行為與強化機理研究[D]. 王璽.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[8]水輪機內(nèi)部非定常湍流的數(shù)值模擬研究[D]. 黃劍峰.昆明理工大學 2013
[9]玻璃粒子在半固態(tài)鋁合金液中攪拌分散過程模擬的研究[D]. 姚瑰妮.昆明理工大學 2012
[10]細觀特征對SiCp/Al復合材料力學行為影響的實驗及數(shù)值研究[D]. 曹東風.武漢理工大學 2011

碩士論文
[1]原位合成SiC納米顆粒及SiC/Al復合材料的研究[D]. 趙淵博.陜西科技大學 2016
[2]機械攪拌制備SiCp/2014復合材料及攪拌過程中流場的數(shù)值模擬[D]. 王啟龍.吉林大學 2014
[3]Al2O3增強共晶成分鋁錳合金及復合材料滑動摩擦磨損特性[D]. 方佳.新疆大學 2011
[4]基于CFD對結(jié)晶器攪拌混合過程的模擬研究[D]. 王鑫.天津理工大學 2011
[5]微/納米顆粒增強鋁基復合材料的制備及性能研究[D]. 李凱.鄭州大學 2010
[6]SiCp/ZL109復合材料制備及摩擦磨損性能研究[D]. 許栩達.中南大學 2008



本文編號：2952701