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1、陶瓷相增強(qiáng)鋁基復(fù)合泡沫具有輕質(zhì)高強(qiáng)、優(yōu)良的力學(xué)特性以及能量吸收特性,作為結(jié)構(gòu)材料和功能材料廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車(chē)等工業(yè)領(lǐng)域。目前制備陶瓷相增強(qiáng)鋁基復(fù)合泡沫的方法主要是外加法,由于外加法本身的缺陷,對(duì)泡沫鋁的性能并沒(méi)有質(zhì)的提升,因此開(kāi)發(fā)合適的制備方法來(lái)制備性能優(yōu)良的鋁基復(fù)合泡沫是目前鋁基泡沫材料領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。原位合成法是制備金屬基復(fù)合材料的理想方法,而MgAl2O4尖晶石晶須作為一種理想的增強(qiáng)相,其具有高強(qiáng)度、高彈性模量、高熔點(diǎn)、低的
2、熱膨脹系數(shù),而且其與鋁之間具有基體間具有極低的錯(cuò)配度(0.25%),改善其與鋁之間潤(rùn)濕性能。因此,本論文采用原位生長(zhǎng)法來(lái)制備MgAl2O4尖晶石晶須增強(qiáng)鋁基復(fù)合泡沫。
本論文中以純鋁粉、鎂粉以及硼酸作為原料,通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間高速球磨處理得到復(fù)合粉末,隨后采用冷壓燒結(jié)方式在復(fù)合塊體材料中通過(guò)原位反應(yīng)制備MgAl2O4尖晶石晶須,得到原位生成陶瓷相增強(qiáng)的前驅(qū)體材料,最后以水浴的方式除去造孔劑NaCl,制備出復(fù)合泡沫。探究了原位制備陶瓷相
3、的燒結(jié)參數(shù)對(duì)MgAl2O4晶須形貌的影響,同時(shí)研究了不同孔徑、孔隙率以及不同鎂含量對(duì)于復(fù)合泡沫力學(xué)特性和能量吸收特性的影響。
結(jié)果表明,在750℃條件下燒結(jié)2 h原位生成的MgAl2O4晶須與基體界面結(jié)合良好,其直徑在50~300 nm之間,長(zhǎng)徑比介于10~50之間,并在基體中呈現(xiàn)3中不同的分布形式。對(duì)于復(fù)合泡沫,隨著孔隙率的增加,復(fù)合泡沫致密度降低,對(duì)應(yīng)的應(yīng)力—應(yīng)變曲線(xiàn)平臺(tái)應(yīng)力降低,致密應(yīng)變?cè)黾樱芰课招阅芙档?,而不同孔?/p>
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