BaTiO3顆粒增強(qiáng)AZ91基復(fù)合材料的組織與性能.pdf

1、BaTiO3顆粒增強(qiáng)AZ91基復(fù)合材料的組織與性能重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文（專業(yè)學(xué)位）學(xué)生姓名：胡韜指導(dǎo)教師：胡耀波副教授學(xué)位類別：工程碩士（材料工程領(lǐng)域）重慶大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院二〇一五年五月重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要I摘要本文以AZ91鎂合金粉末和BaTiO3粉末為原料，采用行星式球磨機(jī)對(duì)初始AZ91鎂合金粉末進(jìn)行細(xì)化，采用熱壓燒結(jié)來(lái)制備組織致密，性能良好的AZ91鎂合金塊體材料。實(shí)驗(yàn)采用正交設(shè)計(jì)法制定了實(shí)驗(yàn)方案，研究了球磨時(shí)間、球

2、磨機(jī)轉(zhuǎn)速以及球料比等因素對(duì)球磨結(jié)果的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著球磨時(shí)間的延長(zhǎng)、球磨機(jī)轉(zhuǎn)速以及球料比的提高，合金粉末的粒度急劇減小。最終優(yōu)化的最佳球磨工藝為：球磨機(jī)轉(zhuǎn)速300rmin，球磨時(shí)間6h，球料比20:1。同時(shí)研究了燒結(jié)溫度、燒結(jié)時(shí)間等熱壓燒結(jié)工藝對(duì)合金顯微組織和顯微硬度的影響。當(dāng)燒結(jié)溫度低于500℃時(shí)，燒結(jié)過(guò)程為固相燒結(jié)，合金致密化主要依靠原子的擴(kuò)散；當(dāng)燒結(jié)溫度高于500℃時(shí)，此時(shí)燒結(jié)過(guò)程轉(zhuǎn)變?yōu)橐合酂Y(jié)，由液相引起的物質(zhì)擴(kuò)散比固相

3、燒結(jié)快，極大的提高了燒結(jié)后合金的致密度。利用優(yōu)化的球磨和熱壓燒結(jié)工藝制備了BaTiO3AZ91復(fù)合材料，觀察并研究了BaTiO3含量對(duì)復(fù)合材料的顯微組織和維氏顯微硬度的影響。當(dāng)BaTiO3陶瓷含量較低時(shí)，BaTiO3陶瓷相在鎂基體中呈彌散分布，分布較為均勻；當(dāng)BaTiO3陶瓷相含量較高時(shí)，BaTiO3陶瓷團(tuán)聚傾向嚴(yán)重。另外，隨著BaTiO3含量的增加，復(fù)合材料的顯微硬度先增大后減小。利用透射電子顯微鏡對(duì)BaTiO3與鎂基體之間的界面進(jìn)行

4、了觀察與研究。在復(fù)合材料界面處存在明顯的原子擴(kuò)散，同時(shí)在界面附近析出γMg17Al12相。由于BaTiO3具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性，在鎂熔體中不易發(fā)生界面反應(yīng)，兩相結(jié)合程度較好，界面光滑無(wú)反應(yīng)層。采用多功能內(nèi)耗儀測(cè)試了不同成分復(fù)合材料的阻尼性能隨應(yīng)變振幅的變化規(guī)律并分析了復(fù)合材料中存在的位錯(cuò)阻尼、界面阻尼、晶界阻尼和壓電導(dǎo)電耗散機(jī)制。當(dāng)振幅較低時(shí)，五種試樣的阻尼值均很小，隨著振幅的增大，試樣的阻尼值也不斷增大，其中10%BaTiO3AZ91