鋁基復(fù)合材料由于其輕質(zhì)高強的特點,被廣泛應(yīng)用于交通運輸、航空航天等領(lǐng)域。目前能夠作為鋁基復(fù)合材料增強相的有顆粒、纖維、碳納米片、晶須等。晶須能夠在提高復(fù)合材料強度的同時較好保持基體的塑性,使鋁基復(fù)合材料的綜合力學(xué)性能得到提高。γ-Al₂O₃與鋁均為面心立方結(jié)構(gòu),是鋁基復(fù)合材料的理想增強相。原位合成法因能獲得更加干凈的界面和分布更加均勻的增強相,而受到廣泛關(guān)注。本論文以純鋁粉、硼酸（或氧化硼）粉末為原料,通過低能球磨處理,采用冷壓-燒結(jié)-熱擠壓和真空熱壓燒結(jié)-熱擠壓兩種工藝,在純鋁基體中原位合成γ-Al₂O₃晶須。揭示了鋁基體中晶須生長的熱力學(xué)條件;討論了冷壓-燒結(jié)-熱擠壓工藝下,球磨參數(shù)對晶須生長的影響;對原位合成的晶須與Al基體的界面結(jié)合進行了分析;探討了不同硼酸含量對復(fù)合材料力學(xué)性能的影響,并確定了兩種制備工藝下的最佳成分配比。結(jié)果表明,采用低能球磨-冷壓-燒結(jié)-熱擠壓工藝能夠在鋁基體中原位合成界面結(jié)合良好且分散均勻的γ-Al₂O₃晶須,其直徑為5-5... 

【文章來源】：天津大學(xué)天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

網(wǎng)狀分布的TiBw/Ti復(fù)合材料[39]

圖 1-2 Ti-(TiB+La2O3)/Ti 復(fù)合材料制備工藝[44]Fig. 1-2 Preparation process of Ti-(TiB+La2O3)/Ti composites[44].1.3.2.2 MgAl2O4晶須如前文所述，MgAl2O4尖晶石晶須具備結(jié)構(gòu)完整度高、強度硬度高、化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)點，與鋁的錯配度極低。天津大學(xué)趙乃勤課題組[46, 47] [48, 49]用粉末冶金技術(shù)成功原位合成了 MgAl2O4尖晶石晶須增強鋁基復(fù)合材料，并深入研究了晶須形貌、生長機理以及復(fù)合材料的時效處理。尖晶石晶須為規(guī)整的六棱柱形，它的形成關(guān)鍵在于有液相的硼酸包裹在鋁、鎂顆粒周圍，為晶須生長創(chuàng)造了環(huán)境（原理如圖 1-3）。經(jīng)熱擠壓后，本來均勻分布的晶須變?yōu)檠剌S向排布在熱處理方面，實驗證實，晶須的存在可以降低時效溫度，時效后材料的硬度有明顯提高。這種材料綜合了晶須和鋁合金的優(yōu)良性能，既有良好的塑性又有很高的強度，成為一種新型高強輕質(zhì)材料。其抗拉強度達(dá)到 424 MPa，硬度為142 HV，遠(yuǎn)高于 6061Al。此外，他們還將這種制備晶須的原位合成工藝應(yīng)用到了制備泡沫鋁材料中

4晶須述，MgAl2O4尖晶石晶須具備結(jié)構(gòu)完整度高、強度點，與鋁的錯配度極低。天津大學(xué)趙乃勤課題組[46原位合成了 MgAl2O4尖晶石晶須增強鋁基復(fù)合材料生長機理以及復(fù)合材料的時效處理。尖晶石晶須為關(guān)鍵在于有液相的硼酸包裹在鋁、鎂顆粒周圍，為如圖 1-3）。經(jīng)熱擠壓后，本來均勻分布的晶須變，實驗證實，晶須的存在可以降低時效溫度，時效這種材料綜合了晶須和鋁合金的優(yōu)良性能，既有良成為一種新型高強輕質(zhì)材料。其抗拉強度達(dá)到 424于 6061Al。們還將這種制備晶須的原位合成工藝應(yīng)用到了制備入使材料強度提高，得到了平臺應(yīng)力 18.7 MPa 的泡料提高了 2.4 倍。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]均勻分散的碳納米管增強鋁基復(fù)合材料的制備與性能[D]. 楊旭東.天津大學(xué) 2012

碩士論文
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本文編號：3030932