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文檔簡介
1、陶瓷顆粒增強鋁基復合材料大規(guī)模的實際生產(chǎn)應用越來越廣泛,不僅因為制備復合材料的原材料價格便宜,而且制備方法簡單,合成材料性能好,因此,陶瓷顆粒增強鋁基復合材料具有廣闊的前景。
為解決常規(guī)的粉末冶金法制備陶瓷顆粒增強鋁基材料的界面浸潤性差的問題,本文采用熱壓法制備Al2O3-ZrO2/Al復合材料,研究了增強體Al2O3-ZrO2顆粒含量及配比對鋁基復合材料微觀組織及性能的影響。以Al(NO3)3·9H2O和氨水為原料,利用液相
2、沉淀法制備出納米Al2O3粉體,通過TG-DTA、XRD、SEM等手段對粉體的熱行為、相成分與微觀結構進行表征;研究組成(Al2O3、ZrO2顆粒含量0%、6%、9%、12%和粒度)和熱壓工藝(560℃、570℃、580℃,升溫速度90℃/min,保溫時間5min,壓力20MPa)對復合材料力學性能(洛氏硬度、抗彎強度、耐磨性能等)以及顯微結構的影響;同時分析了Al2O3-ZrO2含量為6%時對復合材料組織結構與性能的影響,并探討了其相
3、關的機理。
研究結果表明,采用沉淀法制備的前驅(qū)體經(jīng)1000℃煅燒,可制備出粒徑約為150nm、等軸的α-Al2O3粉體顆粒。在采用α-Al2O3作為增強體時,熱壓溫度為580℃,α-Al2O3含量為6%時,復合材料的密度為2.46g/cm3,此時的抗彎強度較好達到70MPa,因為增強體含量增高之后復合材料內(nèi)部組織分散,而且斷裂形式以脆性斷裂為主。當熱壓溫度為570℃,含量為9%時,復合材料的密度為2.43g/cm3,此時的硬度
4、和耐磨性能較好,硬度達到73HRB,比基體Al的硬度提高了18%,磨損量為0.0639g。ZrO2作為增強體含量為6%,熱壓溫度為570℃時,復合材料的力學性能分別為硬度69HRB,比基體的硬度提高了11%,抗彎強度為54MPa,磨損量為0.1012g,此時性能較好,因為復合材料顆粒之間結合緊密,組織相互融合在一起,形成片狀結構。當Al2O3-ZrO2復合摻雜增強時,增強體含量為6%時,材料的致密度和力學性能較好,Al2O3-ZrO2按
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