本文利用放電等離子體燒結(jié)（Spark Plasma Sintering,SPS）工藝制備了體積分?jǐn)?shù)為25%,30%和35%的Si3N4/6061Al復(fù)合材料,并對(duì)其顯微組織與性能做了系統(tǒng)研究。對(duì)SPS工藝進(jìn)行了探索,重點(diǎn)研究脈沖條件對(duì)制備的復(fù)合材料顯微組織和力學(xué)性能的影響。采用優(yōu)化的SPS工藝制備不同體積分?jǐn)?shù)的復(fù)合材料,對(duì)復(fù)合材料的時(shí)效行為與界面反應(yīng)進(jìn)行了詳細(xì)分析,并基于熱力學(xué)原理計(jì)算了界面反應(yīng)的吉布斯自由能。對(duì)不同體積分?jǐn)?shù)的復(fù)合材料的力學(xué)性能、熱物理性能進(jìn)行研究,討論了各自的影響因素。同時(shí),對(duì)30%Si3N4/6061Al復(fù)合材料的超聲釬焊性能進(jìn)行了初步探索。研究了SPS脈沖條件對(duì)30%Si3N4/6061Al復(fù)合材料的影響。結(jié)果表明SPS制備的復(fù)合材料中增強(qiáng)體Si3N4出現(xiàn)了燒結(jié)連接的現(xiàn)象,隨著脈沖條件的減小,Si3N4顆粒的燒結(jié)連接程度增強(qiáng)。復(fù)合材料界面反應(yīng)受脈沖條件影響,隨脈沖條件的減小界面反應(yīng)程度逐漸加劇。脈沖條件對(duì)復(fù)合材料的力學(xué)性能研究結(jié)果表明,ton:toff為2:1時(shí)復(fù)合材料具有最優(yōu)的綜合力學(xué)性能,其抗拉強(qiáng)度499MPa,延伸率1.52%,彈性模量125GPa,斷裂韌性... 

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

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

高溫拉伸后Si3N4/Al復(fù)合材料的界面形貌

圖 1-2 800℃保溫 10min Si3N4/Al 復(fù)合材料界面 TEM 分析[23](a) 界面形貌；(b) 界面在 Si3N4[001]帶軸高分辨照片圖 1-3 Si3N4/Al 復(fù)合材料界面反應(yīng)物形貌[24]l2O4在 Si3N4[1120] 帶軸；(b) MgAl2O4在 Si3N4[10 10] 帶軸；(c) MgO帶軸的高分辨照片 等人[25]研究了無(wú)壓浸滲法制備 Si3N4/Al-Mg 復(fù)合材料的浸滲

圖 1-3 Si3N4/Al 復(fù)合材料界面反應(yīng)物形貌[24]Al2O4在 Si3N4[1120] 帶軸；(b) MgAl2O4在 Si3N4[10 10] 帶軸；(c) MgO帶軸的高分辨照片g 等人[25]研究了無(wú)壓浸滲法制備 Si3N4/Al-Mg 復(fù)合材料的浸滲界 容易蒸發(fā)，在界面前沿的 Mg 與 Si3N4發(fā)生反應(yīng)生成 Mg3N2；由 950℃的制備條件下該反應(yīng)的吉布斯自由能為-224.6 kJ/mol，具。隨著浸滲界面的推進(jìn)，Mg3N2與 Al 反應(yīng)生成 AlN，由于該置提高界面前沿處陶瓷顆粒與基體的潤(rùn)濕性。]等人對(duì)壓力浸滲法制備的 Si3N4/Al 復(fù)合材料的界面反應(yīng)進(jìn)行了，在熱處理溫度低于 850℃時(shí)，Si3N4-Al 的界面產(chǎn)物有限；當(dāng)溫度面處會(huì)有一層界面層出現(xiàn)，能譜結(jié)果顯示為 AlN、Al 和 Si，如液相的擴(kuò)散能力較強(qiáng)，一些 Al 原子會(huì)穿過(guò)界面和 Si3N4反應(yīng)，生的 Si 原子會(huì)擴(kuò)散或者溶解在 Al 基體中。所述，Si3N4與 Al 在一定溫度和時(shí)間下可以發(fā)生不同程度的界面反應(yīng)物與增強(qiáng)體表面氧化狀態(tài)以及基體合金元素有關(guān)，因?yàn)楹?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3033394