本文以光學(xué)/儀表級(jí)復(fù)合材料為應(yīng)用背景,以高比模量、高比強(qiáng)度、低膨脹、高導(dǎo)熱及高尺寸穩(wěn)定性等性能為目標(biāo)進(jìn)行了材料設(shè)計(jì),通過(guò)添加30%⁴0%,3μm⁴0μm的Si C顆粒到2024鋁合金基體中,利用粉末冶金法制備復(fù)合材料獲得上述性能。采用透射電子顯微鏡(TEM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、光學(xué)顯微鏡、熱膨脹儀、電子拉伸機(jī)、硬度計(jì)、X射線(xiàn)衍射儀(XRD)、激光熱導(dǎo)儀和gleeble熱力模擬機(jī)等手段研究了Si C顆粒的加入對(duì)Si Cp/Al復(fù)合材料顯微組織、力學(xué)性能、熱物理性能和熱加工性能等的影響,并深入研究了其作用機(jī)理。研究工作及主要結(jié)果如下:(1)綜合研究了熱壓燒結(jié)工藝參數(shù)如熱壓溫度,熱壓壓力和保溫時(shí)間等對(duì)Si Cp/Al復(fù)合材料性能和組織的影響,優(yōu)化成型工藝,探求有利于提高復(fù)合材料界面結(jié)合和力學(xué)性能的工藝方案,并獲得了制備工藝參數(shù)對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響規(guī)律,確立了Si Cp/Al復(fù)合材料的最優(yōu)制備工藝為熱壓溫度580℃,熱壓壓力70⁸0MPa,保溫時(shí)間3h;研究了熱處理工藝參數(shù)影響Si Cp/Al復(fù)合材料力學(xué)性能的規(guī)律,...

【文章頁(yè)數(shù)】：170 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 選題意義
    1.2 中體積分?jǐn)?shù)SiCp/Al復(fù)合材料的應(yīng)用研究概況
        1.2.1 SiCp/Al復(fù)合材料的分類(lèi)
        1.2.2 中體積分?jǐn)?shù)SiCp/Al復(fù)合材料的應(yīng)用
    1.3 粉末冶金法制備SiCp/Al復(fù)合材料的制備工藝、性能和強(qiáng)化機(jī)制
        1.3.1 制備工藝
        1.3.2 力學(xué)性能
        1.3.3 強(qiáng)化機(jī)制
        1.3.4 復(fù)合材料的斷裂損傷研究
    1.4 SiCp/2024Al復(fù)合材料微觀組織結(jié)構(gòu)及界面特性
        1.4.1 位錯(cuò)結(jié)構(gòu)與行為
        1.4.2 界面狀況
        1.4.3 時(shí)效析出行為
    1.5 SiCp/2024Al復(fù)合材料熱物理性能
        1.5.1 復(fù)合材料熱膨脹性能
        1.5.2 熱膨脹系數(shù)的物理模型
        1.5.3 導(dǎo)熱性能
        1.5.4 復(fù)合材料導(dǎo)熱系數(shù)的理論模型
    1.6 熱加工性能研究
        1.6.1 SiCp/Al復(fù)合材料高溫流變行為的研究
        1.6.2 復(fù)合材料的加工圖
        1.6.3 動(dòng)態(tài)再結(jié)晶
    1.7 本論文的研究目的和主要研究?jī)?nèi)容
第二章 試驗(yàn)材料、研究方法及制備工藝研究
    2.1 本試驗(yàn)主要材料
    2.2 試驗(yàn)方法
        2.2.1 拉伸實(shí)驗(yàn)
        2.2.2 硬度測(cè)試
        2.2.3 顯微組織觀察
        2.2.4 X射線(xiàn)衍射分析
        2.2.5 熱壓縮變形試驗(yàn)
        2.2.6 熱膨脹系數(shù)
        2.2.7 導(dǎo)熱系數(shù)
        2.2.8 密度的測(cè)定
        2.2.9 差熱分析
    2.3 SiCp/Al復(fù)合材料的制備流程
    2.4 SiCp/Al復(fù)合材料的制備工藝優(yōu)化研究
        2.4.1 熱壓燒結(jié)溫度對(duì)復(fù)合材料性能及組織的影響
        2.4.2 熱壓壓力和保溫時(shí)間的確定
        2.4.3 復(fù)合材料熱處理工藝研究
    2.5 小結(jié)
第三章 SiCp/Al復(fù)合材料的力學(xué)性能研究
    3.1 前言
    3.2 SiCp/Al復(fù)合材料的微觀組織
        3.2.1 SiC顆粒分布情況
        3.2.2 復(fù)合材料的顯微組織
        3.2.3 界面及位錯(cuò)形態(tài)
        3.2.4 析出相特點(diǎn)
    3.3 SiC顆粒對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響
        3.3.1 SiC顆粒尺寸及體積分?jǐn)?shù)對(duì)材料力學(xué)性能的影響
        3.3.2 斷裂行為
    3.4 SiCp/Al復(fù)合材料的強(qiáng)化機(jī)制
        3.4.1 微觀力學(xué)強(qiáng)化
        3.4.2 微觀結(jié)構(gòu)強(qiáng)化
        3.4.3 綜合強(qiáng)化模型的建立
    3.5 復(fù)合材料力學(xué)性能的工程意義
    3.6 小結(jié)
第四章 SiCp/Al復(fù)合材料的界面結(jié)構(gòu)研究
    4.1 引言
    4.2 SiC和基體的界面
        4.2.1 復(fù)合材料中SiC/Al界面形貌
        4.2.2 SiC/Al間的界面結(jié)構(gòu)及晶體學(xué)位向關(guān)系
            4.2.2.1 干凈界面
            4.2.2.2 輕微反應(yīng)型界面
            4.2.2.3 非晶層界面
            4.2.2.4 SiC和基體界面狀況分析
    4.3 復(fù)合材料中的析出相與基體的界面
        4.3.1 復(fù)合材料時(shí)效過(guò)程中析出相形貌
        4.3.2 復(fù)合材料時(shí)效過(guò)程中析出相與基體界面
    4.4 小結(jié)
第五章 SiCp/Al復(fù)合材料的熱物理性能研究
    5.1 引言
    5.2 SiCp/Al復(fù)合材料的熱膨脹性能
        5.2.1 尺寸穩(wěn)定性研究
        5.2.2 SiC顆粒體積分?jǐn)?shù)對(duì)材料熱膨脹系數(shù)的影響
        5.2.3 SiC顆粒尺寸對(duì)材料熱膨脹系數(shù)的影響
        5.2.4 復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)變化分析
    5.3 復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能
        5.3.1 復(fù)合材料導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)試
        5.3.2 導(dǎo)熱系數(shù)的理論模型分析
        5.3.3 導(dǎo)熱機(jī)制分析
    5.4 小結(jié)
第六章 SiCp/Al復(fù)合材料熱加工性能研究
    6.1 引言
    6.2 SiCp/Al復(fù)合材料熱變形流變行為
        6.2.1 真應(yīng)力—真應(yīng)變曲線(xiàn)
        6.2.2 熱變形本構(gòu)方程的建立及驗(yàn)證
        6.2.3 復(fù)合材料熱變形中微觀組織研究
    6.3 復(fù)合材料的DMM加工圖及顯微組織
        6.3.1 DMM加工圖
        6.3.2 復(fù)合材料熱加工圖分析
        6.3.3 不同SiC顆粒尺寸和體積分?jǐn)?shù)復(fù)合材料的熱加工圖分析
    6.4 復(fù)合材料的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為研究
        6.4.1 動(dòng)態(tài)再結(jié)晶臨界應(yīng)變的求解方法
        6.4.2 不同SiC顆粒尺寸和含量對(duì)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶臨界應(yīng)變的影響規(guī)律
        6.4.3 臨界應(yīng)變模型
    6.5 小結(jié)
第七章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄
在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果
致謝



本文編號(hào)：3769613