顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料（Particulate-reinforced Aluminium Matrix Composites,簡(jiǎn)稱PAMCs）具有比強(qiáng)度高、比剛度高、導(dǎo)電導(dǎo)熱性好、耐磨性好、熱膨脹系數(shù)低等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、機(jī)械電子等制造領(lǐng)域。鑄造法具有生產(chǎn)效率高的優(yōu)點(diǎn),適用于大規(guī)模大批量的工業(yè)生產(chǎn),是一種極具發(fā)展前景的PAMCs制備方法。本文以PAMCs在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)活塞和缸套等耐磨組件上的應(yīng)用為背景,采用攪拌鑄造和直接擠壓鑄造法,制備了不同顆粒體積分?jǐn)?shù)（5%,10%,15%）、擠壓壓力（0,50,75,100 MPa）的A356-Si Cp復(fù)合材料鑄件,采用往復(fù)式摩擦磨損方式,進(jìn)行了擠壓鑄造A356-SiC復(fù)合材料與HT250的摩擦磨損實(shí)驗(yàn),研究了顆粒體積分?jǐn)?shù)、擠壓壓力、載荷（10,15,20,25 N）對(duì)鑄態(tài)和T6態(tài)復(fù)合材料磨損率、摩擦系數(shù)、磨損形貌與機(jī)理的影響。研究結(jié)果表明,載荷為10N時(shí),對(duì)于鑄態(tài)和T6態(tài)復(fù)合材料:（1）隨著顆粒體積分?jǐn)?shù)的增大,磨損率均逐漸減小,摩擦系數(shù)先減小后增大;（2）顆粒體積分?jǐn)?shù)為5%時(shí),鑄態(tài)和T6態(tài)復(fù)合材料的磨損形貌為臺(tái)階狀,磨損機(jī)理以剝層磨損... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

攪拌鑄造法制備復(fù)合材料示意圖

圖 1-2 粉末冶金法制備復(fù)合材料示意圖Fig. 1-2 Schematic of PAMCs preparation by Powder metallury滲法一定的比例將增強(qiáng)顆粒、造孔劑、粘結(jié)劑均勻混合，依次經(jīng)模制體，然后將預(yù)制體置于模具內(nèi)并澆入鋁合金熔體，待鋁合金制得顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料[1]。液態(tài)金屬浸滲法適用于制備體基復(fù)合材料，根據(jù)浸滲過(guò)程是否施加壓力，可分為有壓浸滲法AMCs 組織和性能的關(guān)鍵要素布[27,28,29]，顆粒在鋁合金基體中的不均勻分布會(huì)降低顆粒增強(qiáng)鋁鑄造PAMCs顆粒分布受攪拌制備、鑄造成型與凝固的影響。H

圖 1-3A356-SiC 復(fù)合材料攪拌制備過(guò)程的流場(chǎng)及顆粒的分布[34]Fig. 1-3 The distribution of flow velocity and particles duringthe stirring preparation of A356-SiC composite(2) 顆粒與基體界面一方面，研究表明[37]，采用攪拌鑄造法制備PAMCs熔體時(shí)，由于陶瓷顆粒與鋁液的潤(rùn)濕角較大，例如SiC顆粒與鋁液的潤(rùn)濕角為118°，顆粒進(jìn)入鋁液后趨向于自我團(tuán)聚而不易被鋁液潤(rùn)濕，導(dǎo)致顆粒在鋁合金基體中分布不均勻。對(duì)此，董普云[38]、孫鳳振[34]、朱剛[39]等將SiC顆粒在高溫下焙燒，SiC表層表面發(fā)生氧化，形成一層SiO2，可以有效改善SiC顆粒與鋁液的潤(rùn)濕性，最終得到顆粒分布均勻的SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料。Fang等[40]發(fā)現(xiàn)Mg、Ti等元素可以降低鋁液的表面張力，從而提高顆粒與鋁合金的潤(rùn)濕性，提高基體中顆粒的均勻度，改善復(fù)合材料的力學(xué)性能。另一方面，復(fù)合材料熔體的制備過(guò)程中，當(dāng)顆粒加入鋁液后，由于溫度較高，顆粒與鋁液易在界面處發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成脆性界面反應(yīng)物，這種脆性界面反應(yīng)物會(huì)降低顆粒與基體的界面結(jié)合強(qiáng)度，例如，

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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