熱擠壓制備SiCp-Al復(fù)合材料及其力學(xué)性能研究.pdf

1、SiCp/Al復(fù)合材料具有高比強(qiáng)度和高比剛度、耐磨、低熱膨脹系數(shù)、低密度、良好的尺寸穩(wěn)定性和導(dǎo)熱性,在航空航天、軍事及汽車領(lǐng)域得到一定的應(yīng)用。本文采用粉末冶金與熱擠壓結(jié)合的方法,以10μm純Al粉為基體,以經(jīng)過(guò)高溫氧化-酸洗表面處理的不同尺寸(1.5、6、10、14μm)SiC顆粒為增強(qiáng)體,在410℃下以17.4的擠壓比制備了體積分?jǐn)?shù)為0％、2.5％、5％、7.5％和10％的SiCp/Al復(fù)合材料。研究了SiC顆粒的表面狀態(tài)、體積分?jǐn)?shù)及

2、顆粒尺寸對(duì)SiCp/Al復(fù)合材料的微觀組織結(jié)構(gòu)、拉伸性能、硬度及摩擦磨損性能的影響規(guī)律,探討了SiCp/Al復(fù)合材料的強(qiáng)化機(jī)制、斷裂機(jī)制及摩擦磨損機(jī)理。
　　研究結(jié)果表明,對(duì)SiC顆粒進(jìn)行高溫氧化-酸洗表面處理,有效鈍化了顆粒棱角、減少了表面缺陷,改善了顆粒的分散性;熱擠壓所制備的SiCp/Al復(fù)合材料微觀組織致密、無(wú)明顯疏松孔隙等缺陷,界面結(jié)合緊密,顆粒分布均勻。擠壓有效提高了復(fù)合材料致密度和硬度。
　　1.5μm小尺寸S

3、iC顆粒增強(qiáng)的SiCp/Al復(fù)合材料,其屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度及硬度均隨著SiC顆粒體積分?jǐn)?shù)的增加而增大,而伸長(zhǎng)率則呈現(xiàn)出相反的趨勢(shì)。相同體積分?jǐn)?shù)下,隨著SiC顆粒尺寸的增大,屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度及伸長(zhǎng)率逐漸降低,硬度的變化并不明顯。SiCp/Al復(fù)合材料強(qiáng)化既有微觀力學(xué)強(qiáng)化機(jī)制,又有微觀結(jié)構(gòu)強(qiáng)化機(jī)制;斷裂為基體塑性斷裂、界面塑性撕裂和大尺寸SiC顆粒脆性斷裂的混合斷裂機(jī)制。
　　摩擦磨損研究表明,SiC顆粒的引入顯著改善了SiCp/A