CeO2添加SiCp-Al-Si復(fù)合材料的組織及性能研究.pdf

1、SiCp/Al-Si復(fù)合材料是一種新型材料，相比與傳統(tǒng)的單一材料具有低密度、高比強度、較低的熱膨脹系數(shù)以及良好的導(dǎo)熱性等優(yōu)良性能，已成為航空航天和電子封裝等諸多領(lǐng)域的研究熱點。采用粉末冶金法制備SiCp/Al-Si復(fù)合材料，增強相分布均勻，含量易于調(diào)整；同時由于制備過程中未出現(xiàn)熔融的高溫狀態(tài)，因此避免了鑄造法中基體與增強相的反應(yīng)。但是復(fù)合材料在制備過程中產(chǎn)生了較多的粗大不規(guī)則狀的析出硅，嚴重割裂基體，降低了復(fù)合材料的力學(xué)性能。因此，通過

2、添加劑細化析出硅，制備含有大量細小且分布均勻析出硅的SiCp/Al-Si復(fù)合材料具有重要意義。
　　本研究以氣霧化法制備的Al-19Si-1.5Cu-0.6Mg合金粉末為基體，SiC粉末作為增強相， CeO2作為添加劑，采用粉末冶金方法制備不同CeO2含量的SiCp/Al-Si復(fù)合材料。利用X射線衍射儀分析復(fù)合材料的相組成；利用掃描電鏡和透射電鏡對復(fù)合材料的微觀組織、斷口形貌及磨損表面進行觀察和分析；采用阿基米德排水法測定復(fù)合材料

3、的密度；利用萬能材料試驗機測定復(fù)合材料的抗拉強度和延伸率；利用熱膨脹儀測定復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)；利用布氏硬度計測定復(fù)合材料的硬度；利用磨損試驗機進行摩擦磨損試驗。討論了CeO2含量對復(fù)合材料微觀組織的影響及其影響機理；分析了 CeO2含量及熱處理對復(fù)合材料性能的影響；研究了CeO2含量對復(fù)合材料摩擦磨損性能的影響以及不同載荷對CeO2含量為0.6％的復(fù)合材料摩擦磨損性能的影響。結(jié)果表明：CeO2可以提高析出硅的形核率并阻礙其長大，從而細

4、化析出硅顆粒，提高析出硅顆粒的數(shù)量，0.6%的 CeO2具有最佳的細化效果。當(dāng) CeO2含量為0.6%時，復(fù)合材料具有最佳的物理性能與力學(xué)性能，此時，復(fù)合材料的致密度為98.54%；熱膨脹系數(shù)為11.1×10-6k-1；硬度可達113.7 HBW；抗拉強度可達250 MPa；延伸率可達6.13%。熱處理后，復(fù)合材料的硬度與抗拉強度大幅提高，但延伸率略有降低。CeO2含量為0.6%的復(fù)合材料的耐磨性最好，低載荷下的復(fù)合材料的磨損機制主要為