發(fā)布時間：2021-08-03 04:37

　　顆粒增強鋁基復合材料具有高比剛度、高比強度、良好的耐磨性、尺寸穩(wěn)定等優(yōu)點,在航空、航天、軍工和汽車等領域有廣泛的應用。目前傳統(tǒng)鋁基復合材料的研究主要集中于陶瓷顆粒增強體的制備,而陶瓷增強體嚴重降低了材料的塑性和可加工性。其次傳統(tǒng)陶瓷增強體容易與金屬基體之間易發(fā)生有害界面反應,陶瓷顆粒的引入使得鋁基復合材料回收難度增加,嚴重限制了鋁基復合材料的商業(yè)化應用。非晶態(tài)合金具有高強度、高硬度、耐腐蝕和耐磨等優(yōu)良性能,與金屬基體具有良好的潤濕性和熱膨脹系數(shù)差較小,且研究發(fā)現(xiàn)納米晶增強非晶態(tài)合金同樣具有高強度、高硬度等優(yōu)點,甚至塑性比完全非晶態(tài)合金有進一步改善。故近年來,利用非晶態(tài)合金或納米晶增強非晶態(tài)合金作為鋁基復合材料的增強體逐漸引起關注。本文研究了高能球磨對Ti₅₅Cu_17.5Ni_17.5Al₁₀鈦基非晶顆粒增強7075鋁基復合粉末的形貌、微觀組織和硬度的影響,然后對不同球磨時間復合材料粉末進行熱擠壓制備出Ti₅₅Cu_17.5Ni_17.5Al... 

【文章來源】：華南理工大學廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：99 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

鋁基復合材料分類示意圖

其具體工藝步驟分為：混粉、預壓粉末、除氣、粉末致密化等。由于混粉方式的不同，粉末預壓成型及隨后粉末致密化工藝的不同，粉末冶金工序也不同，整個流程圖如圖 1-2 所示。粉末冶金制備第一步是粉末的篩分和基體粉末與增強體粉末的均勻混合�；旆鄯绞接校浩胀ǜ苫�、濕混和球磨[70]。其中普通干混和濕混容易造成增強體的團聚和分布不均，相比而言球磨是較常用和有效的混粉方式，球磨過程中的沖擊、碾壓、碰撞等高能作用力可使粉末不斷冷焊和破碎，最終形成增強體均勻分布的復合粉末。隨后對粉末進行預壓成型，主要方式有冷壓和冷等靜壓(CIP)，冷壓是最為經(jīng)濟實用的預壓成型方法，粉末預壓成粗坯，為了后續(xù)除氣階段氣體的逸出，這些粗坯的密度通常為 70~80%；在熱加工前粗坯須經(jīng)過除氣階段，除氣是將粗坯升溫至等于或稍高于隨后的熱壓、熱加工溫度，并保溫一段時間，使粗坯中殘留的水蒸氣、氫氣、二氧化碳等充分釋放，以避免這些殘留的水和氣體使材料出現(xiàn)氣泡和裂紋。

熱壓是將粉末或粗坯放入模具中，在真空或惰性氣氛中邊加壓邊加熱，使燒結和成型同時發(fā)生，工藝示意圖如圖1-3 所示[69]。該工藝可得到致密度高晶粒細小的材料，但熱壓過程工藝控制復雜、設備造價較高、生產(chǎn)效率低下，從而影響熱壓工藝的推廣[68]。目前通過單向冷壓粉末制成粗坯，經(jīng)除氣后，在一定溫度以一定擠壓比進行熱擠壓，通過后期的熱處理得到最終材料的工藝因其高生產(chǎn)率和低成本受到青睞。這種熱擠壓工藝高效的將粉末冶金和后續(xù)致密化塑性加工結合起來，使粉末在短時高溫、高壓作用下發(fā)生塑性變形。在擠壓過程中粉末顆粒除受到三向壓應力外，沿擠壓方向還承受巨大的剪切力，其表面的氧化膜破碎后進一步增強了相鄰粉末間的結合強度，有利于制備組織結構細小、成分偏析小、增強體均勻分布的復合材料。此外這種方法無需燒結，減少了制備工序、降低制備成本[68]。熱擠壓根據(jù)擠壓方式不同，可分為如圖 1-4 三種方式，其中將粉末裝入包套內(nèi)冷壓再熱擠壓，不僅可以有助于控制擠壓工藝，同時可以避免擠壓開裂，降低加熱過程中的合金氧化。圖 1-3 軸向熱壓工藝的縱截面示意圖[69]Fig. 1-3 Cross-sectional view of a uniaxial hot press

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[8]短碳纖維增強A356合金復合材料的研究[D]. 康偉.東北大學 2008
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本文編號：3318945