原位生長MgAl2O4尖晶石晶須增強(qiáng)鋁基復(fù)合泡沫及其性能.pdf

1、陶瓷相增強(qiáng)鋁基復(fù)合泡沫具有輕質(zhì)高強(qiáng)、優(yōu)良的力學(xué)特性以及能量吸收特性，作為結(jié)構(gòu)材料和功能材料廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車等工業(yè)領(lǐng)域。目前制備陶瓷相增強(qiáng)鋁基復(fù)合泡沫的方法主要是外加法，由于外加法本身的缺陷，對泡沫鋁的性能并沒有質(zhì)的提升，因此開發(fā)合適的制備方法來制備性能優(yōu)良的鋁基復(fù)合泡沫是目前鋁基泡沫材料領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。原位合成法是制備金屬基復(fù)合材料的理想方法，而MgAl2O4尖晶石晶須作為一種理想的增強(qiáng)相，其具有高強(qiáng)度、高彈性模量、高熔點(diǎn)、低的

2、熱膨脹系數(shù)，而且其與鋁之間具有基體間具有極低的錯(cuò)配度（0.25％），改善其與鋁之間潤濕性能。因此，本論文采用原位生長法來制備MgAl2O4尖晶石晶須增強(qiáng)鋁基復(fù)合泡沫。
　　本論文中以純鋁粉、鎂粉以及硼酸作為原料，通過長時(shí)間高速球磨處理得到復(fù)合粉末，隨后采用冷壓燒結(jié)方式在復(fù)合塊體材料中通過原位反應(yīng)制備MgAl2O4尖晶石晶須，得到原位生成陶瓷相增強(qiáng)的前驅(qū)體材料，最后以水浴的方式除去造孔劑NaCl，制備出復(fù)合泡沫。探究了原位制備陶瓷相

3、的燒結(jié)參數(shù)對MgAl2O4晶須形貌的影響，同時(shí)研究了不同孔徑、孔隙率以及不同鎂含量對于復(fù)合泡沫力學(xué)特性和能量吸收特性的影響。
　　結(jié)果表明，在750℃條件下燒結(jié)2 h原位生成的MgAl2O4晶須與基體界面結(jié)合良好，其直徑在50~300 nm之間，長徑比介于10~50之間，并在基體中呈現(xiàn)3中不同的分布形式。對于復(fù)合泡沫，隨著孔隙率的增加，復(fù)合泡沫致密度降低，對應(yīng)的應(yīng)力—應(yīng)變曲線平臺應(yīng)力降低，致密應(yīng)變增加，能量吸收性能降低，而不同孔徑