HPT法制備多粒徑SiCp-Al基復(fù)合材料及組織性能研究.pdf

1、與單一金屬材料相比，顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料具有比強(qiáng)度高、耐磨性好、熱膨脹系數(shù)低等優(yōu)點(diǎn)，而且可以在較寬的范圍內(nèi)進(jìn)行設(shè)計(jì)。針對(duì)SiCp/Al基復(fù)合材料的傳統(tǒng)制備技術(shù)存在顆粒團(tuán)聚、孔隙率較高、界面反應(yīng)劇烈等缺陷，本文采用HPT法制備SiCp/Al基復(fù)合材料。HPT法具有低溫、快速、高壓、多圈的成形優(yōu)勢(shì)，這樣可以顯著降低鋁基體的氧化及界面反應(yīng)、提高材料致密度、均勻顆粒分布。
　　本文通過觀察SiCp/Al基復(fù)合材料的顯微組織，并對(duì)顆粒的數(shù)

2、目、粒徑及百分比進(jìn)行測(cè)量，研究HPT法對(duì)SiCp/Al基復(fù)合材料的顆粒斷裂的影響;制備多粒徑SiCp/Al基復(fù)合材料研究粒徑配比、體積配比對(duì)SiCp/Al基復(fù)合材料組織性能的影響;建立二維SiCp/Al基復(fù)合材料有限元模型研究顆粒分布、顆粒破碎、體積配比對(duì)SiCp/Al基復(fù)合材料力學(xué)性能的影響。
　　隨著扭轉(zhuǎn)半徑增大，顆粒斷裂現(xiàn)象越嚴(yán)重，顆粒棱角鈍化更加明顯，顆粒數(shù)目增加，粒徑減小;隨著SiC顆粒體積分?jǐn)?shù)的增加，這種趨勢(shì)會(huì)強(qiáng)化;顆

3、粒斷裂現(xiàn)象是高壓扭轉(zhuǎn)法制備顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的固有屬性。
　　體積配比一定大顆粒粒徑變化時(shí)，加入第二種粒徑的顆粒有助于改善顆粒團(tuán)聚，提高材料致密度;粒徑配比一定體積配比變化時(shí)，具有良好粒徑分布寬的試樣強(qiáng)化效果較好;多粒徑配比時(shí)，加入粒徑種類較多的試樣抗拉強(qiáng)度較好、塑性較差;HPT法制備的純鋁試樣的綜合力學(xué)性能明顯優(yōu)于工業(yè)純鋁，說明HPT法可以較好地固結(jié)粉體材料。
　　通過有限元模擬發(fā)現(xiàn)，在SiC顆粒與鋁基體的界面完全結(jié)合