熱擠壓制備SiCp-Al復合材料及其力學性能研究.pdf

1、SiCp/Al復合材料具有高比強度和高比剛度、耐磨、低熱膨脹系數(shù)、低密度、良好的尺寸穩(wěn)定性和導熱性,在航空航天、軍事及汽車領域得到一定的應用。本文采用粉末冶金與熱擠壓結(jié)合的方法,以10μm純Al粉為基體,以經(jīng)過高溫氧化-酸洗表面處理的不同尺寸(1.5、6、10、14μm)SiC顆粒為增強體,在410℃下以17.4的擠壓比制備了體積分數(shù)為0％、2.5％、5％、7.5％和10％的SiCp/Al復合材料。研究了SiC顆粒的表面狀態(tài)、體積分數(shù)及

2、顆粒尺寸對SiCp/Al復合材料的微觀組織結(jié)構(gòu)、拉伸性能、硬度及摩擦磨損性能的影響規(guī)律,探討了SiCp/Al復合材料的強化機制、斷裂機制及摩擦磨損機理。
　　研究結(jié)果表明,對SiC顆粒進行高溫氧化-酸洗表面處理,有效鈍化了顆粒棱角、減少了表面缺陷,改善了顆粒的分散性;熱擠壓所制備的SiCp/Al復合材料微觀組織致密、無明顯疏松孔隙等缺陷,界面結(jié)合緊密,顆粒分布均勻。擠壓有效提高了復合材料致密度和硬度。
　　1.5μm小尺寸S

3、iC顆粒增強的SiCp/Al復合材料,其屈服強度、抗拉強度及硬度均隨著SiC顆粒體積分數(shù)的增加而增大,而伸長率則呈現(xiàn)出相反的趨勢。相同體積分數(shù)下,隨著SiC顆粒尺寸的增大,屈服強度、抗拉強度及伸長率逐漸降低,硬度的變化并不明顯。SiCp/Al復合材料強化既有微觀力學強化機制,又有微觀結(jié)構(gòu)強化機制;斷裂為基體塑性斷裂、界面塑性撕裂和大尺寸SiC顆粒脆性斷裂的混合斷裂機制。
　　摩擦磨損研究表明,SiC顆粒的引入顯著改善了SiCp/A