nano-SiCp-2024Al泡沫材料制備及T6態(tài)壓縮性能研究.pdf

1、為了降低粉末冶金發(fā)泡法制備nano-SiCp/2024Al泡沫復(fù)合材料的成本,同時(shí)獲得氣孔分布及孔徑尺寸均勻的泡沫材料，本課題以CaCO3為發(fā)泡劑，以納米SiC顆粒為增強(qiáng)體，根據(jù)粉末冶金發(fā)泡法的原理制備泡沫復(fù)合材料。重點(diǎn)改進(jìn)發(fā)泡預(yù)制體的制備工藝，研究發(fā)泡工藝及T6處理后泡沫復(fù)合材料的壓縮吸能性能。采用SEM觀察經(jīng)球磨混粉、機(jī)械混粉所獲得的復(fù)合粉末和熱擠壓所獲得發(fā)泡預(yù)制體的微觀形貌，并通過EDS面掃分析其納米SiC顆粒及CaCO3粉末分布

2、的均勻性。通過冷壓熱擠工藝制備發(fā)泡預(yù)制體，利用差熱分析法(DTA)研究發(fā)泡劑CaCO3的熱分解規(guī)律及發(fā)泡預(yù)制體中發(fā)泡劑與基體合金的熱匹配特性。通過排水法測量發(fā)泡預(yù)制體致密度，分析冷壓熱擠工藝的可行性。研究發(fā)泡溫度、發(fā)泡時(shí)間和納米SiC體積分?jǐn)?shù)對泡沫材料孔隙率、平均孔徑和氣孔分布的影響，確定最佳的發(fā)泡工藝參數(shù)。對發(fā)泡預(yù)制體進(jìn)行T6處理，通過XRD物相分析、維氏硬度測量，確定nona-SiCp/2024Al復(fù)合材料的時(shí)效時(shí)間。利用Gleeb

3、le 1500熱模擬試驗(yàn)機(jī)對經(jīng)固溶時(shí)效處理后的nano-SiCp/2024Al泡沫材料進(jìn)行準(zhǔn)靜態(tài)壓縮試驗(yàn)，研究T6處理、孔隙率、SiC含量對泡沫復(fù)合材料準(zhǔn)靜態(tài)壓縮吸能性能的影響。
　　混粉工藝參數(shù)：高能球磨混粉參數(shù)為轉(zhuǎn)速180r/min，球磨時(shí)間6小時(shí)，球料比10:1。機(jī)械混粉參數(shù)為球料比5:1，混粉時(shí)間6h?？色@得增強(qiáng)體SiC與發(fā)泡劑CaCO3相對均勻混合的復(fù)合粉末。冷壓壓力為260 MPa，保壓時(shí)間20 min。經(jīng)過冷壓之后，

4、進(jìn)行熱擠壓，擠壓溫度為500℃，保溫時(shí)間為45min，擠壓比16:1。經(jīng)冷壓熱擠之后可獲得致密的發(fā)泡預(yù)制體。發(fā)泡時(shí)間一定，發(fā)泡溫度越高，孔徑尺寸和孔隙率越大。發(fā)泡溫度一定時(shí)，發(fā)泡時(shí)間越長，孔徑越大，孔隙率是先增大后降低的趨勢。在相同發(fā)泡溫度、發(fā)泡時(shí)間下，隨著納米SiC顆粒含量的增多，泡沫材料的孔隙率、平均孔徑均減小。
　　在準(zhǔn)靜態(tài)壓縮實(shí)驗(yàn)中，泡沫復(fù)合材料的變形經(jīng)歷明顯的三個(gè)變形階段：彈性變形階段、屈服平臺階段和致密化階段。T6處理

5、可提高泡沫復(fù)合材料屈服強(qiáng)度和平臺應(yīng)力、屈服平臺長度隨 SiC 顆粒的增加先增大后減小，還可提高單位體積的吸收能，但對吸能效率的峰值影響不大?？紫堵试黾?，泡沫材料的壓縮屈服強(qiáng)度降低，壓縮屈服平臺長度增長，單位體積的吸收能減少，吸能能力下降，吸能效率峰值提高。SiC體積分?jǐn)?shù)增加，泡沫復(fù)合材料的壓縮屈服強(qiáng)度提高，屈服平臺長度變化不大，單位體積的吸收能增大，吸能能力提高，但對吸能效率的峰值影響不大。
　　在阻尼性能實(shí)驗(yàn)中，泡沫復(fù)合材料的阻