在航空航天、精密儀器等領(lǐng)域中,常常存在因環(huán)境溫度的突變導(dǎo)致器件尺寸不匹配的問題,對器件的使用壽命造成極大影響,而造成這一問題的關(guān)鍵原因在于熱膨脹系數(shù)的不匹配。目前常用的Si C/Al或B4C/Al復(fù)合材料雖然可以滿足熱膨脹系數(shù)要求,但引入高體積分?jǐn)?shù)的增強體必然會導(dǎo)致材料塑性下降。因此,本文以熱膨脹系數(shù)更低的Si₃N₄作為陶瓷相增強體,并采用可焊性好、耐腐蝕的5083Al作為基體,利用SPS技術(shù)制備Si₃N₄/5083Al復(fù)合材料,在不影響復(fù)合材料熱膨脹性能的同時,通過降低增強體含量的方式,提高材料塑性。本文首先對復(fù)合材料的制備工藝進(jìn)行研究。對球磨工藝的研究結(jié)果表明:與高能行星式球磨相比,采用低速臥式球磨可以使Si₃N₄與5083Al均勻混合,同時不會對原始材料的特征形貌產(chǎn)生較大影響,最終確定了最優(yōu)的球磨工藝參數(shù)為:球磨時間為48h,球磨轉(zhuǎn)速為80rpm。對SPS工藝的研究結(jié)果表明:在燒結(jié)溫度為575℃、脈沖條件為ton:toff=2:1、燒結(jié)壓力為40MP...

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景與研究意義
    1.2 Si₃N₄的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 Si₃N₄的基本結(jié)構(gòu)
        1.2.2 Si₃N₄材料的基本性能
        1.2.3 Si₃N₄陶瓷材料的制備
    1.3 Si₃N₄/Al復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 Si₃N₄/Al復(fù)合材料的制備
        1.3.2 Si₃N₄/Al復(fù)合材料的界面反應(yīng)
        1.3.3 Si₃N₄/Al復(fù)合材料的性能
    1.4 SPS技術(shù)的研究現(xiàn)狀
        1.4.1 SPS技術(shù)的原理分析
        1.4.2 SPS技術(shù)在鋁基復(fù)合材料上的應(yīng)用
    1.5 鋁基復(fù)合材料的焊接方法
        1.5.1 熔化焊
        1.5.2 固相焊
        1.5.3 釬焊
    1.6 本文主要研究內(nèi)容
第2章 試驗材料與試驗方法
    2.1 試驗材料及制備
        2.1.1 試驗材料
        2.1.2 復(fù)合材料的制備
    2.2 材料表征及性能測試
        2.2.1 顯微組織表征
        2.2.2 物相分析
        2.2.3 力學(xué)性能測試
        2.2.4 熱物理性能測試
第3章 Si₃N₄/5083Al復(fù)合材料的制備工藝研究
    3.1 引言
    3.2 Si₃N₄/5083Al混合粉體球磨工藝的研究
        3.2.1 原材料的表征
        3.2.2 球磨工藝的探究
    3.3 SPS技術(shù)制備Si₃N₄/5083Al復(fù)合材料工藝參數(shù)的研究
        3.3.1 燒結(jié)溫度對復(fù)合材料顯微組織及力學(xué)性能的影響
        3.3.2 脈沖條件對復(fù)合材料顯微組織及力學(xué)性能的影響
        3.3.3 燒結(jié)壓力對復(fù)合材料顯微組織及力學(xué)性能的影響
    3.4 本章小結(jié)
第4章 Si₃N₄/5083Al復(fù)合材料的顯微組織研究
    4.1 引言
    4.2 復(fù)合材料中Si₃N₄增強相的分布
    4.3 Si₃N₄/5083Al復(fù)合材料界面反應(yīng)研究
        4.3.1 界面反應(yīng)物的物相分析
        4.3.2 復(fù)合材料界面的透射分析
    4.4 Si₃N₄/5083Al復(fù)合材料SPS燒結(jié)機理分析
        4.4.1 Si₃N₄團(tuán)簇的形成機制分析
        4.4.2 復(fù)合材料SPS燒結(jié)過程分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 Si₃N₄/5083Al復(fù)合材料的性能研究
    5.1 引言
    5.2 Si₃N₄/5083Al復(fù)合材料的力學(xué)性能研究
        5.2.1 Si₃N₄/5083Al復(fù)合材料的硬度
        5.2.2 Si₃N₄/5083Al復(fù)合材料的拉伸性能
        5.2.3 Si₃N₄/5083Al復(fù)合材料的彎曲性能
    5.3 Si₃N₄/5083Al復(fù)合材料的熱物理性能研究
        5.3.1 Si₃N₄/5083Al復(fù)合材料的熱膨脹性能
        5.3.2 Si₃N₄/5083Al復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號：3875843