作為輕質(zhì)結(jié)構(gòu)金屬材料的代表,鋁（Al）及其合金材料應(yīng)用十分廣泛。然而強(qiáng)度低、耐磨性差、高溫穩(wěn)定性差等缺點(diǎn)使得傳統(tǒng)Al基合金難以滿(mǎn)足當(dāng)今設(shè)備高速化、高載荷及長(zhǎng)壽命的發(fā)展要求。在Al基合金中引入高性能增強(qiáng)相制備Al基復(fù)合材料（AMCs）可以有效提高材料的比強(qiáng)度、比模量、耐磨性、抗熱變形性,從而很好地克服傳統(tǒng)金屬材料綜合性能差的缺點(diǎn)。β-氮化硅（β-Si₃N₄）晶須具有優(yōu)異的力學(xué)性能、熱學(xué)性能和耐磨性能。相比于顆粒增強(qiáng)相,晶須特殊的形貌使其從基體中剝離變得更加困難,增強(qiáng)效果更突出;相比于長(zhǎng)纖維,晶須增強(qiáng)AMCs制備工藝更加簡(jiǎn)單,可有效降低成本;因此,β-Si₃N₄晶須是一種理想的復(fù)合材料增強(qiáng)相。本課題采用熱壓燒結(jié)工藝制備β-Si₃N₄晶須增強(qiáng)AMCs,系統(tǒng)研究了燒結(jié)參數(shù)、晶須含量、晶須表面改性、熱加工等因素對(duì)復(fù)合材料性能的影響。β-Si₃N₄晶須增強(qiáng)AMCs的性能研究表明:晶須對(duì)Al基體的力學(xué)性能有著顯著的強(qiáng)化作用,但... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所)上海市

【文章頁(yè)數(shù)】：170 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

機(jī)械攪拌工藝示意圖

少量的硅和氧化鋁基混合物作為粘合劑。文獻(xiàn)還表明，采用高能超聲輔助的方式可以加速浸滲過(guò)程。浸滲法可以有效避免增強(qiáng)相團(tuán)聚以及金屬基體和增強(qiáng)相之間因?yàn)槊芏炔钶^大而導(dǎo)致成分偏析的問(wèn)題，從而適合制備高增強(qiáng)相含量的復(fù)合材料。但是該方法過(guò)程較為復(fù)雜，并且不易控制金屬基體與增強(qiáng)相間的界面反應(yīng)。Yao 等[40]通過(guò)在 B4C 顆粒中添加 Ti 顆粒的方式來(lái)提高 B4C 顆粒在浸滲過(guò)程中與 Al 基體的潤(rùn)濕性，最后采用無(wú)壓浸滲法制備了 B4C 顆粒增強(qiáng) AMCs，研究結(jié)果表明，金屬熔體的滲透速率以及復(fù)合材料的致密度均隨著 Ti 含量的增加而增大，材料的相對(duì)密度最高為 97.8%，然而，Ti 顆粒的加入加劇了復(fù)合材料內(nèi)部的界面反應(yīng)，無(wú)法給復(fù)合材料帶來(lái)明顯的強(qiáng)度改善。Che 等[41]在復(fù)合材料的制備之前，先對(duì)金剛石顆粒進(jìn)行 Ti 包覆，然后采用氣壓浸滲法制備了金剛石增強(qiáng)AMCs，研究結(jié)果表明，復(fù)合材料界面處存在 TiC 過(guò)渡層，有效地減少了金剛石與 Al 基體之間有害反應(yīng)相 Al4C3的生成，從而顯著地增加了復(fù)合材料的熱導(dǎo)率，但是過(guò)厚的 Ti 涂層會(huì)對(duì)熱導(dǎo)率的提高產(chǎn)生阻礙。

是一種基于熱噴涂技術(shù)的方法。其主要是利用高，與此同時(shí)將增強(qiáng)相加入到金屬的霧化液中，最得到復(fù)合材料[42, 43]，如圖 1.3 所示。噴射共沉積體與增強(qiáng)相的短時(shí)間混合，從而有利于減少界面也使得基體內(nèi)部組織細(xì)化。但是，該方法不易實(shí)積后得到的復(fù)合材料氣孔率較高，還需進(jìn)行進(jìn)一用噴射共沉積工藝制備了大尺寸 SiC 顆粒增強(qiáng) 內(nèi)部的 SiC 顆粒呈現(xiàn)出從上到下含量依次遞減的材料致密度差，初始沉積樣品的力學(xué)性能普遍較壓處理才使得復(fù)合材料的致密度和強(qiáng)度得以提高積工藝制備了 SiC 顆粒增強(qiáng)的 Al-Si 合金材料，行二次加工處理，并結(jié)合 T6 時(shí)效強(qiáng)化，最后得材料，同時(shí)發(fā)現(xiàn)該樣品有著較好的抗熱疲勞性能

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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