以鋁粉、硅粉、石墨粉為原料,通過冷壓真空燒結(jié)原位合成了含不同質(zhì)量分數(shù)SiC顆粒的SiC/Al-18Si復合材料。利用X射線衍射儀,掃描電子顯微鏡和能譜分析儀等設(shè)備手段表征了鋁基復合材料的相組成和微觀結(jié)構(gòu),研究了原位合成SiC對復合材料微觀結(jié)構(gòu)、抗彎強度和顯微硬度的影響,分析了復合材料力學性能的變化規(guī)律。結(jié)果表明:復合材料的基體相為Al相,第二相為Si相和SiC相;原位合成的SiC顆粒彌散細小的分布在Al基體中,其顆粒尺寸主要分布在0.2～2.8μm,具有亞微米、微米級的多尺度特性;隨著SiC質(zhì)量分數(shù)的不斷增加,復合材料的顯微硬度增大,同時顆粒的平均尺寸僅由0.81μm增大到1.13μm,但仍均勻分布,正是這種尺寸穩(wěn)定性,使得SiC/Al-18Si復合材料硬度遠大于Al-18Si;當SiC質(zhì)量分數(shù)為30%時,材料的顯微硬度最高,達到HV 134,相較于Al-18Si提高了88%。 

【文章來源】：粉末冶金技術(shù). 2020,38(01)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

不同質(zhì)量分數(shù)Si C/Al?18Si復合材料X射線衍射圖譜：（a)10Si C/Al?18Si燒結(jié)前粉體；（b）燒結(jié)后10Si C/Al?18Si;(c）燒結(jié)后15Si C/Al?18Si;(d）燒結(jié)后20Si C/Al?18Si;(e）燒結(jié)后25SiC/Al?18Si;(f）燒結(jié)后30Si C/Al?18Si復合材料

圖2為含不同質(zhì)量分數(shù)Si C顆粒的Si C/Al?18Si復合材料表面形貌，圖中有板片狀的初生Si相和不規(guī)則形狀的Si C顆粒。從圖中可以看出，初生Si相的形貌多為粗大不規(guī)則的塊狀、瓣狀和板片狀，Si相尺寸約為60～80μm;SiC顆粒均勻彌散的分布在基體中，顆粒細�。浑SSi C含量增加，基體表面上的微孔（白色虛線圓）逐漸增加。圖3為10SiC/Al?18Si復合材料顯微形貌及能譜分析，由圖3(b）和圖3(c）可知，圖中灰白色顆粒為Si C，由于顆粒尺寸較小，能譜檢測中不可避免會出現(xiàn)Al元素，O元素可能為樣品后續(xù)拋光處理中氧化造成，其中，點1處Si Cp近似于片層狀，點2處Si Cp近似于柱狀。圖4為10SiC/Al?18Si復合材料面掃描分析，由圖4(b）～圖4(d）各元素分布可知，復合材料中的Si相成島嶼狀分布在鋁基體中，且原位合成的Si C顆粒分布的位置相對更靠近于Si相組織。

圖5 SiC/Al?18Si復合材料中Si C顆粒尺寸分布；（a)10Si C/Al?18Si;(b)20Si C/Al?18Si;(c)3 0 Si C/Al?18Si2.3 力學性能分析

【參考文獻】：
期刊論文
[1]單一納米及納/微米SiC混合顆粒增強鋁基復合材料研究[J]. 高紅霞,王華麗,楊東.  粉末冶金技術(shù). 2016(01)
[2]The Uniform Distribution of SiC Particles in an A356-SiCp Composite Produced by the Tilt-blade Mechanical Stirring[J]. Yunhui DU,Peng ZHANG,Yujie WANG,Jun ZHANG,Shasha YAO,Chengyu LI.  Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2013(01)

碩士論文
[1]原位合成SiC納米顆粒及SiC/Al復合材料的研究[D]. 趙淵博.陜西科技大學 2016



本文編號：3609126