HPT法制備多粒徑SiCp-Al基復(fù)合材料及組織性能研究.pdf

1、與單一金屬材料相比，顆粒增強金屬基復(fù)合材料具有比強度高、耐磨性好、熱膨脹系數(shù)低等優(yōu)點，而且可以在較寬的范圍內(nèi)進行設(shè)計。針對SiCp/Al基復(fù)合材料的傳統(tǒng)制備技術(shù)存在顆粒團聚、孔隙率較高、界面反應(yīng)劇烈等缺陷，本文采用HPT法制備SiCp/Al基復(fù)合材料。HPT法具有低溫、快速、高壓、多圈的成形優(yōu)勢，這樣可以顯著降低鋁基體的氧化及界面反應(yīng)、提高材料致密度、均勻顆粒分布。
　　本文通過觀察SiCp/Al基復(fù)合材料的顯微組織，并對顆粒的數(shù)

2、目、粒徑及百分比進行測量，研究HPT法對SiCp/Al基復(fù)合材料的顆粒斷裂的影響;制備多粒徑SiCp/Al基復(fù)合材料研究粒徑配比、體積配比對SiCp/Al基復(fù)合材料組織性能的影響;建立二維SiCp/Al基復(fù)合材料有限元模型研究顆粒分布、顆粒破碎、體積配比對SiCp/Al基復(fù)合材料力學(xué)性能的影響。
　　隨著扭轉(zhuǎn)半徑增大，顆粒斷裂現(xiàn)象越嚴重，顆粒棱角鈍化更加明顯，顆粒數(shù)目增加，粒徑減小;隨著SiC顆粒體積分數(shù)的增加，這種趨勢會強化;顆

3、粒斷裂現(xiàn)象是高壓扭轉(zhuǎn)法制備顆粒增強金屬基復(fù)合材料的固有屬性。
　　體積配比一定大顆粒粒徑變化時，加入第二種粒徑的顆粒有助于改善顆粒團聚，提高材料致密度;粒徑配比一定體積配比變化時，具有良好粒徑分布寬的試樣強化效果較好;多粒徑配比時，加入粒徑種類較多的試樣抗拉強度較好、塑性較差;HPT法制備的純鋁試樣的綜合力學(xué)性能明顯優(yōu)于工業(yè)純鋁，說明HPT法可以較好地固結(jié)粉體材料。
　　通過有限元模擬發(fā)現(xiàn)，在SiC顆粒與鋁基體的界面完全結(jié)合