SiCp/Al-Si基復(fù)合材料制備工藝及微觀組織演變
發(fā)布時(shí)間:2021-03-13 21:17
碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁硅基復(fù)合材料具有高的比強(qiáng)度、比剛度,低密度、低的熱膨脹性和良好的耐磨性,與碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料相比,具有更好的尺寸穩(wěn)定性。在電子封裝領(lǐng)域和航空航天領(lǐng)域中受到廣泛關(guān)注,具有廣闊的應(yīng)用空間,是目前材料研究的熱點(diǎn)。粉末冶金法制備SiCp/Al-Si復(fù)合材料過程中受熱/應(yīng)力場(chǎng)耦合作用,微觀組織結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)界面反應(yīng)及第二相多尺度析出現(xiàn)象,使其物理性能和力學(xué)性能難以控制,綜合性能較低,嚴(yán)重制約了其在航天及空間領(lǐng)域的應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)選取霧化法制備的Al-19Si-1.5Cu-0.6Mg合金粉作為基體,碳化硅顆粒作為增強(qiáng)相,利用QM-BP型行星球磨機(jī)進(jìn)行混粉,混粉工藝為:球料比2:1,轉(zhuǎn)速250 r/min,球磨2 h,加入1%硬脂酸鈉作為分散劑。采用單向模壓法制備SiCp/Al-Si復(fù)合材料冷壓壓坯。在氮?dú)獗Wo(hù)氣氛下進(jìn)行壓坯燒結(jié),燒結(jié)工藝為:以2℃/min的加熱速度緩慢階梯加熱至燒結(jié)溫度560℃,保溫4 h,隨爐冷卻。在XT-500型熱擠壓設(shè)備上對(duì)燒結(jié)后的復(fù)合材料壓坯進(jìn)行熱擠壓。對(duì)擠壓后的復(fù)合材料試樣分別進(jìn)行480℃、490℃、500℃、510℃,保溫4 h的固溶熱處理和190℃保溫6...
【文章來源】:河南科技大學(xué)河南省
【文章頁數(shù)】:61 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 研究背景和意義
1.2 鋁基復(fù)合材料的發(fā)展歷史
1.3 SiCp/Al-Si復(fù)合材料制備方法
1.4 SiCp/Al-Si復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀
1.5 試驗(yàn)流程圖
1.6 研究的主要內(nèi)容
第2章 試驗(yàn)方法
2.1 SiCp/Al-Si復(fù)合材料的制備
2.1.1 原材料
2.1.2 SiCp/Al-Si復(fù)合材料配比
2.1.3 SiCp/Al-Si復(fù)合材料制備過程
2.2 快速凝固Al-Si薄帶的制備
2.3 試驗(yàn)過程
2.3.1 粉體預(yù)處理
2.3.2 球磨混粉
2.3.3 單向模壓
2.3.4 壓坯燒結(jié)
2.3.5 熱擠壓
2.4 熱處理
2.5 性能檢測(cè)方法
2.5.1 密度測(cè)試
2.5.2 抗拉強(qiáng)度測(cè)試
2.6 復(fù)合材料組織表征
2.6.1 微觀組織表征
2.6.2 XRD表征
第3章 SiCp/Al-Si復(fù)合材料粉末冶金制備工藝研究
3.1 復(fù)合材料混粉工藝
3.2 SiCp/Al-Si復(fù)合材料冷壓成形工藝研究
3.2.1 不同保壓壓力對(duì)復(fù)合材料冷壓成形影響
3.2.2 不同保壓時(shí)間對(duì)復(fù)合材料冷壓成形影響
3.2.3 不同靜置時(shí)間對(duì)復(fù)合材料冷壓成形影響
3.2.4 復(fù)合材料冷壓成形過程缺陷分析
3.3 單向模壓成形過程受力模型
3.4 SiCp/Al-Si復(fù)合材料燒結(jié)工藝研究
3.5 本章小結(jié)
第4章 SiCp/Al-Si復(fù)合材料熱擠壓工藝研究
4.1 不同擠壓比對(duì)復(fù)合材料熱擠壓成形影響
4.2 不同擠壓溫度對(duì)復(fù)合材料熱擠壓成形影響
4.3 不同擠壓速度對(duì)復(fù)合材料熱擠壓成形影響
4.4 本章小結(jié)
第5章 SiCp/Al-Si復(fù)合材料微觀組織演變及性能
5.1 快速凝固Al-Si薄帶中硅相組織的演變
5.1.1 保溫溫度對(duì)快速凝固Al-Si薄帶中硅相組織影響
5.1.2 保溫時(shí)間對(duì)快速凝固Al-Si薄帶中硅相組織演變的影響
5.1.3 快速凝固Al-Si薄帶XRD分析
5.2 熱擠壓對(duì)SiCp/Al-Si復(fù)合材料致密度和組織的影響
5.2.1 熱擠壓對(duì)SiCp/Al-Si復(fù)合材料致密度的影響
5.2.2 熱擠壓對(duì)SiCp/Al-Si復(fù)合材料組織的影響
5.3 熱處理對(duì)SiCp/Al-Si復(fù)合材料組織的影響
5.4 SiCp/Al-Si復(fù)合材料力學(xué)性能及強(qiáng)化機(jī)理
5.4.1 SiCp/Al-Si復(fù)合材料力學(xué)性能
5.4.2 SiCp/Al-Si復(fù)合材料強(qiáng)化機(jī)理
5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間的研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]快速凝固過共晶鋁硅合金粉末的形貌與顯微組織[J]. 解立川,彭超群,王日初,蔡志勇. 中國有色金屬學(xué)報(bào). 2014(01)
[2]噴射沉積SiCP/Al-Si復(fù)合材料干滑動(dòng)磨損性能的研究[J]. 滕杰,賴仕禎,鄒金偉,伍豪杰,黃瑞明. 湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(07)
[3]硅含量對(duì)噴射沉積SiCp/Al-Si功能梯度復(fù)合材料摩擦磨損性能的影響[J]. 蘇斌,嚴(yán)紅革,陳吉華,陳剛,杜嘉慶. 中國有色金屬學(xué)報(bào). 2013(01)
[4]真空熱壓燒結(jié)制備SiCp/Al-30Si復(fù)合材料的組織及強(qiáng)化機(jī)理[J]. 王愛琴,方明,郝世明,謝敬佩. 材料熱處理學(xué)報(bào). 2012(S2)
[5]電子封裝用Al/Si/SiC復(fù)合材料的顯微組織與性能(英文)[J]. 朱曉敏,于家康,王新宇. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012(07)
[6]粉末冶金壓坯裂紋成因與防治[J]. 姬成崗,雷霆,方樹銘,沈波濤. 礦冶. 2012(02)
[7]噴射沉積SiCp/Al-20Si復(fù)合材料高周疲勞行為研究[J]. 黎常浩,陳振華,陳鼎,李微. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2012(10)
[8]碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 鄭喜軍,米國發(fā). 熱加工工藝. 2011(12)
[9]碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的制備及應(yīng)用的研究[J]. 張國政,呂棟騰,吳治明. 新技術(shù)新工藝. 2010(11)
[10]SiCp氧化處理對(duì)SiCp/Al復(fù)合材料潤濕性和界面結(jié)合的影響[J]. 王傳廷,馬立群,尹明勇,劉真云,丁毅,張華,陳育貴. 特種鑄造及有色合金. 2010(11)
博士論文
[1]SiCp/Al復(fù)合材料制備工藝和微結(jié)構(gòu)及性能研究[D]. 程南璞.中南大學(xué) 2007
[2]SiCp/Al復(fù)合材料的制備及其器件的研制[D]. 顧曉峰.武漢理工大學(xué) 2006
碩士論文
[1]SiCp/Al復(fù)合材料的制備工藝及性能研究[D]. 季向明.南京理工大學(xué) 2012
[2]高壓燒結(jié)SiC增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料組織及性能研究[D]. 馬盼.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[3]SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料增強(qiáng)體顆粒預(yù)處理及復(fù)合工藝研究[D]. 劉鳳國.沈陽理工大學(xué) 2010
[4]SiCW/6061Al復(fù)合材料擠壓裂紋形成的數(shù)值模擬[D]. 劉海.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2006
[5]大尺寸噴射沉積Al-20%Si/SiCp環(huán)件楔壓致密化工藝的研究[D]. 劉鵬飛.湖南大學(xué) 2006
[6]7075/SiCp復(fù)合材料薄板的制備工藝研究[D]. 徐海燕.湖南大學(xué) 2004
[7]機(jī)械合金化-粉末冶金SiCp/6061Al復(fù)合材料的制備工藝及性能研究[D]. 聶存珠.天津大學(xué) 2004
本文編號(hào):3080924
【文章來源】:河南科技大學(xué)河南省
【文章頁數(shù)】:61 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
1.1 研究背景和意義
1.2 鋁基復(fù)合材料的發(fā)展歷史
1.3 SiCp/Al-Si復(fù)合材料制備方法
1.4 SiCp/Al-Si復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀
1.5 試驗(yàn)流程圖
1.6 研究的主要內(nèi)容
第2章 試驗(yàn)方法
2.1 SiCp/Al-Si復(fù)合材料的制備
2.1.1 原材料
2.1.2 SiCp/Al-Si復(fù)合材料配比
2.1.3 SiCp/Al-Si復(fù)合材料制備過程
2.2 快速凝固Al-Si薄帶的制備
2.3 試驗(yàn)過程
2.3.1 粉體預(yù)處理
2.3.2 球磨混粉
2.3.3 單向模壓
2.3.4 壓坯燒結(jié)
2.3.5 熱擠壓
2.4 熱處理
2.5 性能檢測(cè)方法
2.5.1 密度測(cè)試
2.5.2 抗拉強(qiáng)度測(cè)試
2.6 復(fù)合材料組織表征
2.6.1 微觀組織表征
2.6.2 XRD表征
第3章 SiCp/Al-Si復(fù)合材料粉末冶金制備工藝研究
3.1 復(fù)合材料混粉工藝
3.2 SiCp/Al-Si復(fù)合材料冷壓成形工藝研究
3.2.1 不同保壓壓力對(duì)復(fù)合材料冷壓成形影響
3.2.2 不同保壓時(shí)間對(duì)復(fù)合材料冷壓成形影響
3.2.3 不同靜置時(shí)間對(duì)復(fù)合材料冷壓成形影響
3.2.4 復(fù)合材料冷壓成形過程缺陷分析
3.3 單向模壓成形過程受力模型
3.4 SiCp/Al-Si復(fù)合材料燒結(jié)工藝研究
3.5 本章小結(jié)
第4章 SiCp/Al-Si復(fù)合材料熱擠壓工藝研究
4.1 不同擠壓比對(duì)復(fù)合材料熱擠壓成形影響
4.2 不同擠壓溫度對(duì)復(fù)合材料熱擠壓成形影響
4.3 不同擠壓速度對(duì)復(fù)合材料熱擠壓成形影響
4.4 本章小結(jié)
第5章 SiCp/Al-Si復(fù)合材料微觀組織演變及性能
5.1 快速凝固Al-Si薄帶中硅相組織的演變
5.1.1 保溫溫度對(duì)快速凝固Al-Si薄帶中硅相組織影響
5.1.2 保溫時(shí)間對(duì)快速凝固Al-Si薄帶中硅相組織演變的影響
5.1.3 快速凝固Al-Si薄帶XRD分析
5.2 熱擠壓對(duì)SiCp/Al-Si復(fù)合材料致密度和組織的影響
5.2.1 熱擠壓對(duì)SiCp/Al-Si復(fù)合材料致密度的影響
5.2.2 熱擠壓對(duì)SiCp/Al-Si復(fù)合材料組織的影響
5.3 熱處理對(duì)SiCp/Al-Si復(fù)合材料組織的影響
5.4 SiCp/Al-Si復(fù)合材料力學(xué)性能及強(qiáng)化機(jī)理
5.4.1 SiCp/Al-Si復(fù)合材料力學(xué)性能
5.4.2 SiCp/Al-Si復(fù)合材料強(qiáng)化機(jī)理
5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間的研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]快速凝固過共晶鋁硅合金粉末的形貌與顯微組織[J]. 解立川,彭超群,王日初,蔡志勇. 中國有色金屬學(xué)報(bào). 2014(01)
[2]噴射沉積SiCP/Al-Si復(fù)合材料干滑動(dòng)磨損性能的研究[J]. 滕杰,賴仕禎,鄒金偉,伍豪杰,黃瑞明. 湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2013(07)
[3]硅含量對(duì)噴射沉積SiCp/Al-Si功能梯度復(fù)合材料摩擦磨損性能的影響[J]. 蘇斌,嚴(yán)紅革,陳吉華,陳剛,杜嘉慶. 中國有色金屬學(xué)報(bào). 2013(01)
[4]真空熱壓燒結(jié)制備SiCp/Al-30Si復(fù)合材料的組織及強(qiáng)化機(jī)理[J]. 王愛琴,方明,郝世明,謝敬佩. 材料熱處理學(xué)報(bào). 2012(S2)
[5]電子封裝用Al/Si/SiC復(fù)合材料的顯微組織與性能(英文)[J]. 朱曉敏,于家康,王新宇. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012(07)
[6]粉末冶金壓坯裂紋成因與防治[J]. 姬成崗,雷霆,方樹銘,沈波濤. 礦冶. 2012(02)
[7]噴射沉積SiCp/Al-20Si復(fù)合材料高周疲勞行為研究[J]. 黎常浩,陳振華,陳鼎,李微. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2012(10)
[8]碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 鄭喜軍,米國發(fā). 熱加工工藝. 2011(12)
[9]碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的制備及應(yīng)用的研究[J]. 張國政,呂棟騰,吳治明. 新技術(shù)新工藝. 2010(11)
[10]SiCp氧化處理對(duì)SiCp/Al復(fù)合材料潤濕性和界面結(jié)合的影響[J]. 王傳廷,馬立群,尹明勇,劉真云,丁毅,張華,陳育貴. 特種鑄造及有色合金. 2010(11)
博士論文
[1]SiCp/Al復(fù)合材料制備工藝和微結(jié)構(gòu)及性能研究[D]. 程南璞.中南大學(xué) 2007
[2]SiCp/Al復(fù)合材料的制備及其器件的研制[D]. 顧曉峰.武漢理工大學(xué) 2006
碩士論文
[1]SiCp/Al復(fù)合材料的制備工藝及性能研究[D]. 季向明.南京理工大學(xué) 2012
[2]高壓燒結(jié)SiC增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料組織及性能研究[D]. 馬盼.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[3]SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料增強(qiáng)體顆粒預(yù)處理及復(fù)合工藝研究[D]. 劉鳳國.沈陽理工大學(xué) 2010
[4]SiCW/6061Al復(fù)合材料擠壓裂紋形成的數(shù)值模擬[D]. 劉海.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2006
[5]大尺寸噴射沉積Al-20%Si/SiCp環(huán)件楔壓致密化工藝的研究[D]. 劉鵬飛.湖南大學(xué) 2006
[6]7075/SiCp復(fù)合材料薄板的制備工藝研究[D]. 徐海燕.湖南大學(xué) 2004
[7]機(jī)械合金化-粉末冶金SiCp/6061Al復(fù)合材料的制備工藝及性能研究[D]. 聶存珠.天津大學(xué) 2004
本文編號(hào):3080924
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