偽半固態(tài)擠壓制務(wù)高體積分?jǐn)?shù)SiCp-AI復(fù)合材料的性能研究.pdf

1、高體積分?jǐn)?shù)SiCp/Al綜合了Al和SiC的優(yōu)異特點(diǎn)，具有低密度、高強(qiáng)度、低CTE和良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性。因此在很多領(lǐng)域尤其是航空航天領(lǐng)域都得到廣泛應(yīng)用。目前制備高體積分?jǐn)?shù)SiCp/Al復(fù)合材料的方法主要有粉末冶金法、攪拌鑄造、無壓浸滲法、壓力熔滲、注射成型等，制備工藝復(fù)雜且成本較高。與諸多制造工藝相比，偽半固態(tài)擠壓成形工藝具有近凈成形能力強(qiáng)、設(shè)備投入少等優(yōu)點(diǎn)。
　　本文采用偽半固態(tài)擠壓成形成功制備了SiCp/Al復(fù)合材料，采用金相顯

2、微鏡、掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、X射線衍射儀(XRD)、能譜(EDS)等技術(shù)分析其滲透過程，深入研究其滲透機(jī)理;系統(tǒng)地研究了SiCp/Al復(fù)合材料的力學(xué)、熱學(xué)性能，揭示了SiC含量、顆粒級(jí)配、復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)等與性能的關(guān)系和規(guī)律，為研制低成本、高強(qiáng)度、高導(dǎo)熱、低膨脹的SiCp/Al復(fù)合材料提供了實(shí)驗(yàn)與理論依據(jù)。
　　本工藝結(jié)合了粉末冶金技術(shù)、半固態(tài)金屬加工技術(shù)的特點(diǎn)，主要特點(diǎn)有:(1)可以實(shí)現(xiàn)材料近終成型，避免復(fù)合材料

3、收縮，從而減少了制件的機(jī)械加工量。(2)避免采用粉末冶金工藝生產(chǎn)過程中在SiC與鋁基體界面處留下的微觀孔洞。(3)在偽半固態(tài)成形時(shí)，由于坯料中有熔化的液態(tài)金屬存在，可以降低SiC和Al之間的粘度，流動(dòng)性好，有利于材料成形，因而技術(shù)的改進(jìn)，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化制造。(4)偽半固態(tài)成形的流動(dòng)應(yīng)力低，擠壓速度快，可以制備形狀復(fù)雜的零件。(5)偽半固態(tài)成形溫度比較低，在基體金屬熔點(diǎn)附近溫度，且釋放了結(jié)晶潛熱，降低了材料對(duì)模具的熱沖擊，提高了模具的使用

4、壽命。
　　采用偽半固態(tài)擠壓工藝制備SiC體積分?jǐn)?shù)為40％、50％、65％的SiCp/Al復(fù)合材料，并對(duì)其微觀組織和性能進(jìn)行研究。結(jié)果表明:制備的高體積分?jǐn)?shù)SiCp/Al復(fù)合材料中SiC顆粒分布均勻，鋁合金填充在SiC縫隙中，形成致密組織。Mg和SiO2均能改善SiC顆粒與Al的界面潤(rùn)濕性，增加界面結(jié)合強(qiáng)度。所制得的vol(SiC)65％的復(fù)合材料密度為3.11 g/cm3，表面硬度為HB108.5，抗折強(qiáng)度302.1 MPa，熱