SiC增強過共晶Al-Si基復合材料因具有低密度、低膨脹、高導熱、好的尺寸穩(wěn)定性、高的耐磨、耐蝕性等優(yōu)點,使它在航空、航天、汽車、電子等領域得到了廣泛的應用。高壓技術因能夠顯著提高材料的致密度、細化組織、縮短實驗周期而獲得關注。本論文以Si Cp/Al-20Si復合材料為研究對象,研究了凝固壓力（常壓、1GPa、2GPa、3GPa）及Si C體積分數(shù)（0、35%、40%、45%）對復合材料凝固組織和相組成的影響,分析了復合材料中Si相的時效析出行為,研究了高壓凝固復合材料的力學性能、熱膨脹系數(shù)和熱導率的變化規(guī)律。對不同壓力下凝固的A1-20Si基體合金組織的研究表明,常壓以及1GPa壓力下凝固后,初生Si相呈現(xiàn)多邊形、星狀的混合形貌,當凝固壓力增加到2GPa以及3GPa時,初生Si相消失,枝晶α-Al相成為先析出相。隨著凝固壓力的增大,共晶Si逐漸由長的針狀變?yōu)槎贪魻�。當凝固壓力達到3GPa時,共晶Si相尺寸減小到1.88μm。對復合材料組織進行觀察,隨著Si C顆粒體積分數(shù)的增大,1GPa凝固后合金中的初生Si相逐漸變得細小,且分布更加均勻。當Si C體積分數(shù)為45%時,初生Si相尺... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：162 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景和研究意義
    1.2 金屬基復合材料研究現(xiàn)狀
        1.2.1 復合材料分類
        1.2.2 顆粒增強金屬基復合材料
        1.2.3 SiC顆粒增強Al基復合材料研究現(xiàn)狀
    1.3 SiC顆粒增強鋁基復合材料的制備方法
        1.3.1 粉末冶金法（PM）
        1.3.2 液相法
        1.3.3 噴射沉積法
    1.4 高壓技術及其發(fā)展概況
        1.4.1 高壓科學的研究意義
        1.4.2 高壓技術簡介
        1.4.3 高壓技術在材料科學中的應用
    1.5 高壓對合金凝固組織以及相組成影響
        1.5.1 高壓對Al-Si合金凝固組織的影響
        1.5.2 高壓對其他鋁合金凝固組織的影響
    1.6 本文主要研究內(nèi)容
第2章 實驗材料及研究方法
    2.1 實驗原材料
    2.2 實驗設備與材料制備
        2.2.1 混粉與成型
        2.2.2 壓力凝固
    2.3 材料的組織結(jié)構分析
        2.3.1 X射線衍射分析
        2.3.2 光學金相及顯微組織觀察
        2.3.3 透射電鏡以及高分辨觀察
        2.3.4 差示熱DSC分析
    2.4 材料性能測試
        2.4.1 致密度測試
        2.4.2 硬度測試
        2.4.3 室溫拉伸及壓縮性能測試
        2.4.4 熱膨脹系數(shù)測試
        2.4.5 熱導率測試
        2.4.6 比表面積測試
第3章 高壓凝固SiCp/Al-20Si復合材料組織及相組成
    3.1 引言
    3.2 高壓凝固Al-20Si基體合金組織
        3.2.1 壓力對初生相的影響
        3.2.2 壓力對共晶硅相的影響
    3.3 凝固壓力對Al-20Si合金形核及長大過程的影響
    3.4 高壓凝固Al-20Si基體合金物相組成
p/Al-20Si復合材料組織及相組成">    3.5 高壓凝固SiC_p/Al-20Si復合材料組織及相組成
        3.5.1 1GPa凝固SiCp/Al-20Si復合材料組織及相組成
        3.5.2 3GPa凝固SiCp/Al-20Si復合材料組織及相組成
        3.5.3 3GPa凝固SiCp/Al-20Si復合材料共晶硅纖維化機理
        3.5.4 SiC添加對Al-20Si基體合金初生相的影響
p/Al-20Si復合材料界面">    3.6 高壓凝固SiC_p/Al-20Si復合材料界面
    3.7 本章小結(jié)
第4章 高壓凝固SiCp/Al-20Si復合材料時效后組織變化
    4.1 引言
    4.2 過飽和α-Al中Si富集區(qū)的析出
    4.3 Si相析出激活能計算
    4.4 SiC添加對Si相析出的影響
    4.5 本章小結(jié)
第5章 高壓凝固SiCp/Al-20Si復合材料力學性能
    5.1 引言
    5.2 高壓凝固復合材料致密度
p/Al-20Si復合材料力學性能">    5.3 高壓凝固SiC_p/Al-20Si復合材料力學性能
        5.3.1 高壓凝固Al-20Si基體合金力學性能
        5.3.2 高壓凝固SiCp/Al-20Si復合材料力學性能
p/Al-20Si復合材料強化機制">    5.4 高壓凝固SiC_p/Al-20Si復合材料強化機制
        5.4.1 高壓凝固Al-20Si基體合金強化機制
        5.4.2 高壓凝固SiCp/Al-20Si復合材料強化機制
p/Al-20Si復合材料時效后力學性能">    5.5 高壓凝固SiC_p/Al-20Si復合材料時效后力學性能
    5.6 本章小結(jié)
第6章 高壓凝固SiCp/Al-20Si復合材料熱膨脹與熱導率
    6.1 引言
p/Al-20Si復合材料熱膨脹行為">    6.2 高壓凝固SiC_p/Al-20Si復合材料熱膨脹行為
        6.2.1 凝固壓力對SiCp/Al-20Si復合材料熱膨脹行為的影響
        6.2.2 SiC添加對SiCp/Al-20Si復合材料熱膨脹行為的影響
p/Al-20Si復合材料時效后熱膨脹行為">    6.3 高壓凝固SiC_p/Al-20Si復合材料時效后熱膨脹行為
p/Al-20Si復合材料熱膨脹系數(shù)理論計算">    6.4 SiC_p/Al-20Si復合材料熱膨脹系數(shù)理論計算
        6.4.1 Al-20Si基體合金熱膨脹系數(shù)理論計算
        6.4.2 SiCp/Al-20Si復合材料熱膨脹系數(shù)理論計算
p/Al-20Si復合材料熱導率">    6.5 高壓凝固SiC_p/Al-20Si復合材料熱導率
        6.5.1 高壓凝固Al-20Si基體合金的熱導率
        6.5.2 高壓凝固SiCp/Al-20Si復合材料的熱導率
p/Al-20Si復合材料時效后熱導率研究">    6.6 高壓凝固SiC_p/Al-20Si復合材料時效后熱導率研究
p/Al-20Si復合材料熱導率理論模型計算">    6.7 SiC_p/Al-20Si復合材料熱導率理論模型計算
        6.7.1 Al-20Si基體合金的熱導率理論計算
        6.7.2 SiCp/Al-20Si復合材料的熱導率理論計算
p/Al-20Si復合材料熱性能比較">    6.8 不同方法制備SiC_p/Al-20Si復合材料熱性能比較
        6.8.1 Al-20Si基體合金熱性能比較
        6.8.2 SiCp/Al-20Si復合材料熱性能比較
    6.9 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀學位期間發(fā)表的學術論文
致謝
個人簡歷


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3031312