本文關(guān)鍵詞：攪拌鑄造制備SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料研究現(xiàn)狀，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

攪拌鑄造制備 S i C顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料研究現(xiàn)狀/楊

銳等

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攪拌鑄造制備 S i C顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料研究現(xiàn)狀 楊銳h ,王筱峻，吳星平h ,陳名海。,劉 寧，李清文。 ( 1合肥工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，合肥 2 3 0 0 0 9; 2中國(guó)科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所，蘇州 2 1 5 1 2 3 ) 摘要綜述了攪拌鑄造制備 S i C p/ AI復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀，重點(diǎn)包括 S i C p/ A1復(fù)合材料的界面改性技術(shù)、攪

拌復(fù)合方法和鑄造成型技術(shù)，同時(shí)闡述了 S i C p/ A 1復(fù)合材料的增強(qiáng)斷裂機(jī)制，并歸納總結(jié)了 S i C p/ A1復(fù)合材料的各項(xiàng)性能，最后指出了攪拌鑄造法制備 S i C p/ A1復(fù)合材料過(guò)程中存在的問(wèn)題，并展望了該種方法的應(yīng)用前景。 關(guān)鍵詞攪拌鑄造 S i C p/ A I復(fù)合材料制備方法中圖分類(lèi)號(hào)： TB 3 3 3; T G1 4 6 . 2 1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

P r o g r e s s i n S t i r - c a s t i n g P r o c e s s f o r F a b r i c a t i n g S i Cp/ Al C o mp o s i t e s YANG R u i ”, W ANG Xi a o j u n, W U Xi n g p i n g 一， CHEN Mi n g h a i ,L I U Ni n g ,LI Qi n g we n ( 1 S c h o o l o f Ma t e r i a l s S c i e n c e a n d En g i n e e r i n g,He f e i Un i v e r s i t y o f Te c h n o l o g y,He f e i 2 3 0 0 0 9: 2 S u z h o u I n s t i t u t e o f Na n o - t e c h a n d Na n o - b i o n i c s,Ch i n e s e Ac a d e my o f S c i e n c e s,S u z h o u 2 1 5 1 2 3 )

A b s t r a c t

T h e f a b r i c a t i o n o f S i C p/ A1 c o mp o s i t e s b y s t i r - c a s t i n g a r e s u mma r i z e d, ma i n l y i n c l u d i n g i n t

e r f a c e

mo d i f i c a t i o n,mi x i n g a n d c a s t i n g mo l d i n g t e c h n o l o g i e s .M e a n wh i l e,t h e r e i n f o r c e me n t a n d f r a c t u r e me c h a n i s ms o f

S i C p/ A1 c o mp o s i t e s a r e e x p l a i n e d, a n d v a r i o u s p e r f o r ma n c e o f S i C p/ A1 c o mp o s i t e s a r e a l s o c o n c l u d e d .At l a s t, s e v e - r a l p r o b l e ms e x i s t i n g i n s t i r - c a s t i n g p r o c e s s a r e p o i n t e d o u t,a n d t h e a p p l i c a t i o n p r o s p e c t s o f s t i r - c a s t i n g p r o c e s s f o r

S i C p/ A 1 c o mp o s i t e s a r e p r e d i c t e d . Ke y wo r d s s t i r - c a s t i n g,S i Cp/ A1 c o mp o s i t e s,f a b r i c a t i o n me t h o d

為了應(yīng)對(duì)現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，順應(yīng)材料輕量化的趨勢(shì)，世界各國(guó)競(jìng)相開(kāi)發(fā)顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料 L 1]。S i C p/ A1 復(fù)合材料具有比強(qiáng)度高、比剛度高、熱膨脹系數(shù)小、導(dǎo)熱性能

備S i C p/ AI復(fù)合材料過(guò)程中存在的問(wèn)題并展望其發(fā)展前景。

1 S i C p/ A i復(fù)合材料的界面改性技術(shù) 一

好等優(yōu)異性能，因而成為復(fù)合材料中研究最多、潛在應(yīng)用前景最廣的材料之一[ 2]。目前，顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的主要制備工藝為粉末冶金[ 3]、壓力浸滲E 4 3、噴射沉積[ 5]、攪拌鑄造[ 6 等。粉末冶金法制備的復(fù)合材料性能優(yōu)異，但其工藝流 程長(zhǎng)，工序復(fù)雜，，且制品的尺寸也受到限制。壓力浸滲法制

般陶瓷顆粒與鋁的潤(rùn)濕性較差口，攪拌法制備 S i C p/

A l復(fù)合材料時(shí)，顆粒和基體間必須具有較好的潤(rùn)濕性以形成良好

的界面。近些年來(lái)研究人員在界面改性方面做了大量 工作。

1 . 1基體中添加金屬元素 在基體中添加 Mg、 T i、 L i、 C a等合金元素可以提高顆粒與基體間的潤(rùn)濕性。Mg在合金基體中主要有以下 3個(gè)作 用： ( 1 )提高增強(qiáng)物表面能量； ( 2 )減少液態(tài)合金基體的表面張力； ( 3 )減少增強(qiáng)體與基體界面的固/液界面能量，因而是 一

備的復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)不均勻，晶粒尺寸較大，有害界面反 應(yīng)難以控制。噴射沉積法制備的材料含氧量及夾雜物含量少，但工藝不夠成熟，增強(qiáng)體含量受到一定限制。相比之下， 攪拌鑄造法具有它獨(dú)特的優(yōu)越性： ( 1 )基體合金和增強(qiáng)相選擇面寬，可以添加多種硬質(zhì)顆粒 (如 Al。 03、 S i C、 Ti O、 Z r O。、 S N ),且對(duì)粒度尺寸及含量適應(yīng)范圍廣； ( 2 )所制備的鑄態(tài)復(fù)合材料可以進(jìn)行熱擠壓L 7 等二次加工，其作為超塑性變

種很好的潤(rùn)濕劑[ 1。J . Ha s h i m等 3]探究了鎂含量對(duì)

S i Cp/ A3 5 9復(fù)合材料界面潤(rùn)濕性的影響，并通過(guò)圖鋸法來(lái)衡量潤(rùn)濕的程度。結(jié)果表明鎂能增強(qiáng)潤(rùn)濕性且加入量為 1 (質(zhì)量分?jǐn)?shù) )時(shí)潤(rùn)濕效果最佳；超過(guò) 1 (質(zhì)量分?jǐn)?shù) )后，由于熔體粘度增加，潤(rùn)濕效果反而下降。張中可等 _ 1 ]研究了 Al— Ti— B晶粒細(xì)化劑對(duì) A1一 Mg - S i鋁合金組織的影響，結(jié)果表明這種中間合金能顯著細(xì)化合金晶粒尺寸，加入量為 0 . 2 (質(zhì)量分

形[ 8]的預(yù)處理工藝，能使復(fù)合材料的晶粒得到細(xì)化，進(jìn)而使性能進(jìn)一步提高[ 9 ; ( 3 )工序少，操作簡(jiǎn)易，便于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)_】。本文介紹了攪拌鑄造制備 S i C p/ A l復(fù)合材料的研 究現(xiàn)狀，闡述了 S i Cp/ A1復(fù)合材料的增強(qiáng)斷裂機(jī)制，并歸納

列舉了 S i C p/ A1復(fù)合材料的各個(gè)性能，最后指出攪拌鑄造制 *蘇州市科技項(xiàng)目納米專項(xiàng)( Z X G2 0 1 2 0 0 7 )

數(shù))時(shí)合金鑄態(tài)組織性能最好。M.E m a m y等I 1 5]研究了 A 1一

楊銳：男， 1 9 8 8年生，碩士生，主要從事顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的研究

Te l: 0 5

1 2— 6 2 8 7 2 5 5 2 E - ma i l:r y a n g 2 0 1 2@s i n a n o . a c . c n E - ma i l: mh c h e n 2 0 0 8@s i n a n o . a c . c n

陳名海：通訊作者，男， 1 9 7 8年生，博士，副研究員，主要從事功能納米碳材料制備及應(yīng)用研究

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