采用功率超聲機(jī)械攪拌法制備了含6vol.%SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料;對(duì)鑄態(tài)SiCp/Al復(fù)合材料顯微組織及其XRD和經(jīng)過熱軋后的顯微組織及熱軋后軋板的宏觀形貌進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,制備SiCp/Al復(fù)合材料時(shí)加入適量的純鎂,可在SiC/Al界面間增加界面過渡相Mg₂Si;軋制使基體材料中碳化硅顆粒的分布進(jìn)一步均勻化;隨著軋制溫度的升高,復(fù)合材料軋板的邊裂減少。 

【文章來源】：鑄造技術(shù). 2016,37(12)北大核心

【文章頁數(shù)】：3 頁

【部分圖文】：

SiCp/Al鑄態(tài)組織XRDFig.3TheXRDpatternsoftheas-castSiCp/Alcomposites

2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析2.1SiC顆粒實(shí)驗(yàn)所選用的增強(qiáng)相SiC平均粒徑約為10μm，對(duì)其進(jìn)行XRD物相分析如圖1，發(fā)現(xiàn)該SiC顆粒為α-SiC。SiC顆粒主要性能如表1所示。2.2復(fù)合材料鑄態(tài)組織及其XRD分析2.2.1鑄態(tài)組織圖2為鑄態(tài)復(fù)合材料的低倍和高倍金相照片，發(fā)現(xiàn)用功率超聲機(jī)械攪拌法制備的碳化硅顆粒在基體內(nèi)的分布比較均勻，能起到彌散強(qiáng)化的作用；另外，若隨機(jī)均勻分布的碳化硅顆粒在晶界上時(shí)則不僅對(duì)晶界具有釘扎作用，阻止基體晶界的滑移，而且碳化硅顆粒作為增強(qiáng)相可與位錯(cuò)交互作用，因此能較好的提高基體材料的強(qiáng)度；另外，碳化硅顆粒的加入能限制復(fù)合材料熱加工以及熱處理等高溫過程中動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒的長大，進(jìn)而提高復(fù)合材料的綜合力學(xué)性能。2.2.2鑄態(tài)組織的XRD圖3為SiCp/Al鑄態(tài)組織的XRD結(jié)果，在鑄態(tài)組織中存在Mg2Si相，表明在熔煉過程中加入的純鎂以及對(duì)碳化硅的氧化預(yù)處理起到了良好的作用，形成了Mg2Si/Al界面，其在SiCp/Al界面間形成了潤濕過渡相，因而能夠起到提高碳化硅顆粒與基體材料之間結(jié)合強(qiáng)度的作用；無論是碳化硅顆粒還是纖維增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料，高溫制備過程中很難抑制碳化硅與鋁基體發(fā)生如式(1)的化學(xué)反應(yīng)[9]：Al+34SiC=14Al4C3+34Si(1)上述反應(yīng)生成的脆性化合物Al4C3分布在SiC/Al界面上，削弱了SiC/Al界面的結(jié)合強(qiáng)度，并且生成的Al4C3易被水腐蝕，造成SiC/Al界面的不穩(wěn)定，進(jìn)而降低復(fù)合材料的抗腐蝕性能[10]。因此，加入適量的純鎂會(huì)改善SiCp/Al界面的潤濕性[11]，從而提高界面結(jié)合強(qiáng)度，并對(duì)鋁基復(fù)合材料軋制態(tài)綜合性能的提升也有很大的改善作用。2.3復(fù)合材料軋制態(tài)的顯微組織及宏觀形貌2.3.1復(fù)合材料軋制態(tài)的顯微組織如圖4所示，碳化硅顆?

植嫉那魘疲?得髟讜??過程中碳化硅顆粒具有一定的流動(dòng)性，軋制過程進(jìn)一步均勻化了基體材料中碳化硅顆粒的分布；變形后局部顆粒較為密集區(qū)看不到有氣孔的存在，軋制態(tài)復(fù)合材料呈現(xiàn)出良好的致密性。2.3.2復(fù)合材料軋板宏觀形貌分析圖5是復(fù)合材料軋制板宏觀形貌�？梢钥闯�，軋制溫度的提高可以有效解決碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料軋板的邊裂問題。當(dāng)軋制溫度升高時(shí)，空位濃圖3SiCp/Al鑄態(tài)組織XRDFig.3TheXRDpatternsoftheas-castSiCp/Alcomposites圖1碳化硅顆粒X射線衍射圖譜Fig.1TheXRDpatternsoftheSiCparticles圖2SiCp/Al復(fù)合材料鑄態(tài)顯微組織Fig.2Microstructureoftheas-castSiCp/Alcomposite表1SiC顆粒的主要性能Tab.1ThepropertiesoftheSiCparticles氣孔率密度/g·cm-3莫氏硬度彈性模量/GPa)熔點(diǎn)/℃熱膨脹系數(shù)/×10-6K<0.2%3.10~3.159.5≥40027354.3~4.5FOUNDRYTECHNOLOGYVol.37No.12Dec.2016·2698·

【參考文獻(xiàn)】：
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博士論文
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本文編號(hào)：3090328