原位生成WAl12和Al2O3混雜增強鋁基復合材料制備與性能研究.pdf

1、為了滿足航天領域?qū)Σ牧细弑葎偠?、高比強度、防輻射的需要，本文以三氧化鎢顆粒和純鋁為原料，采用粉末冶金方法分別制備了顆粒體積百分數(shù)為5％，10%和15%的(WAl12p+Al2O3p)/Al結(jié)構功能一體化鋁基復合材料。采用掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)和 X射線衍射(XRD)等分析測試手段研究了復合材料的微觀組織結(jié)構。并且用萬能電子拉伸試驗機和硬度測試儀研究了復合材料的力學性能。計算了復合材料的輻射屏蔽性能。采用Gleeble-1

2、500熱模擬試驗機研究了復合材料的高溫壓縮變形行為，通過建立流變方程和加工圖對鋁基復合材料的熱加工性能進行表征。研究了復合材料熱軋制變形行為。
　　TEM和DSC分析結(jié)果表明，在復合材料制備過程中，WO3和Al發(fā)生化學反應，生成細小的WAl12和Al2O3顆粒。在(WAl12p+Al2O3p)/Al復合材料中，WAl12和Al2O3以團簇形式分布于Al基體中，這一化學反應提高了(WAl12p+Al2O3p)/Al復合材料的室溫拉伸

3、性能；
　　輻射防護性能計算表明，WAl12顆粒的引入明顯提高了復合材料的輻射屏蔽性能。
　　復合材料的高溫壓縮研究結(jié)果表明，隨著變形溫度的升高和應變速率的降低，復合材料的流變應力降低。計算了復合材料的變形應力本構方程。
　　體積含量10%的(WAl12p+Al2O3p)/Al鋁基復合材料的加工圖表明，該復合材料在實驗范圍內(nèi)出現(xiàn)一個不穩(wěn)定區(qū)域，位于低溫高應變速率區(qū)，該區(qū)域為顆粒周圍形成孔洞造成的；在溫度為350~450