含鐵氧體顆粒硼酸鋁晶須增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的組織與性能.pdf

1、本文在研究含鐵氧體(Fe3O4或 NiFe2O4)顆粒和硼酸鋁晶須預(yù)制件制備工藝的基礎(chǔ)上，改進(jìn)了現(xiàn)有擠壓鑄造工藝，成功地制備了增強(qiáng)體體積分?jǐn)?shù)為25％的鐵氧體顆粒和硼酸鋁晶須混合增強(qiáng)鋁復(fù)合材料。利用掃描電鏡、透射電鏡觀察了復(fù)合材料的微觀組織結(jié)構(gòu)；分析了磁致伸縮顆粒的引入對硼酸鋁晶須增強(qiáng)鋁復(fù)合材料熱膨脹行為的影響規(guī)律；研究了含不同鐵氧體顆粒復(fù)合材料的室溫拉伸性能；提出一種可以降低復(fù)合材料殘余應(yīng)力、提高復(fù)合材料抗拉強(qiáng)度和斷裂延伸率的脈沖磁場熱

2、處理工藝。
　　差熱分析和界面的透射電鏡觀察均證實(shí)，利用化學(xué)方法對Fe3O4和NiFe2O4顆粒進(jìn)行Al2O3包覆可有效防止Fe3O4的氧化及兩種顆粒與基體的界面反應(yīng)。同時(shí)結(jié)合含鐵氧體顆粒預(yù)制件的特點(diǎn)，采用加高強(qiáng)“濾網(wǎng)”改進(jìn)的擠壓鑄造工藝制備了質(zhì)量優(yōu)異的復(fù)合材料。“濾網(wǎng)”不但可以解決含顆粒和晶須預(yù)制件開裂的問題，同時(shí)還可以起到過濾雜質(zhì)的作用。
　　熱膨脹分析表明，含 Fe3O4顆粒和硼酸鋁晶須混合增強(qiáng)鋁復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)顯

3、著低于相同體積分?jǐn)?shù)的純晶須增強(qiáng)鋁復(fù)合材料，且經(jīng)過一次熱循環(huán)即可使復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)穩(wěn)定化。結(jié)合 Fe3O4微弱氧化及還原過程，闡明了含 Fe3O4顆粒和硼酸鋁晶須混合增強(qiáng)鋁復(fù)合材料熱膨脹曲線的奇異現(xiàn)象。含 NiFe2O4顆粒和硼酸鋁晶須混合增強(qiáng)鋁復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)雖然高于純晶須增強(qiáng)鋁復(fù)合材料，但隨溫度升高變化幅度較小，且可通過熱循環(huán)使之穩(wěn)定。結(jié)合物理熱膨脹曲線和磁場熱重分析，分析了兩種顆粒在復(fù)合材料中的應(yīng)力狀態(tài)及其與熱循環(huán)的關(guān)系。<

4、br>　　拉伸性能研究表明，含一定體積分?jǐn)?shù)的鐵氧體顆粒的兩種混合增強(qiáng)復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度均高于單純晶須增強(qiáng)的鋁基復(fù)合材料。利用脈沖磁場熱處理，可有效降低含鐵氧體顆粒復(fù)合材料的殘余應(yīng)力，進(jìn)而提高復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度和斷裂延伸率。含 Fe3O4顆粒和硼酸鋁晶須混合增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料中顆粒含量越多，復(fù)合材料的屈服強(qiáng)度提高越多，塑性則降低越多。經(jīng)熱處理和磁場熱處理后，復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度和塑性有所提高，其中磁場熱處理效果更加顯著。對含 NiF

5、e2O4顆粒和硼酸鋁晶須混合增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料而言，鑄態(tài)(8ABO+NFO)/Al復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度是最高的，隨顆粒含量增加復(fù)合材料的塑性逐漸降低。經(jīng)熱處理和磁場熱處理的復(fù)合材料，屈服強(qiáng)度均降低。利用透射電鏡和X射線衍射分析，討論了磁場熱處理對復(fù)合材料性能的影響機(jī)理。
　　含 Fe3O4顆粒和硼酸鋁晶須混合增強(qiáng)鋁復(fù)合材料，具有低的熱膨脹系數(shù)和較高的拉伸強(qiáng)度，而且其塑性和強(qiáng)度可以通過脈沖磁場熱處理得到改善。含 NiFe2O4