原位合成TiC-Al2O3增強ZL101復合材料的研究.pdf

1、顆粒增強鋁基復合材料是近些年來為滿足某些高精尖領域對材料的特殊性能要求而發(fā)展起來的新型材料，與傳統的單一材料相比具有更優(yōu)異的綜合性能，因而受到材料研究工作者的廣泛關注。本文以TiO2粉、C粉、Ti粉為原料，以ZL101鋁合金為基體材料，采用熔體直接反應法原位合成Al2O3-TiC/ZL101、Al2O3-Al3Ti/ZL101、TiC-Al3Ti/ZL101復合材料。利用X射線衍射儀(XRD)、掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、電

2、子探針(EPMA)對復合材料的物相組成和顯微組織進行分析，探討了反應熱力學和強化相的形成機理;通過顯微硬度計、磨損試驗機、三維形貌儀對復合材料的顯微硬度、摩擦系數、磨損失重、磨損體積進行了測試，并結合復合材料的磨損形貌對磨損機制和強化機理進行了探討。
　　通過試驗得到復合材料的較佳制備工藝為:粉料球磨2h，壓坯載荷10MPa，熔煉電流160A，在電磁攪拌作用下保溫時間為15min。當TiO2∶C的摩爾比為1∶1時，復合材料的強化相

3、只有Al2O3和TiC顆粒，基本沒有發(fā)現Al3Ti，Al2O3顆粒是接近球形的不規(guī)則顆粒，TiC顆粒多呈四方或六方塊狀多邊形結構，尺寸大約在3-4μm之間，TiC顆粒較Al2O3顆粒稍小，增強相分布彌散均勻，與基體界面結合牢固。復合材料的硬度和耐磨性較ZL101鋁合金都有顯著提高，而摩擦系數和磨損失重明顯減小，對比三種鋁基復合材料發(fā)現，增強相質量分數為20％的Al2O3-TiC/ZL101復合材料的綜合性能最好，與基體相比，其顯微硬度提