原位Al2O3顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料制備.pdf

1、原位合成的Al2O3顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料，增強(qiáng)體潔凈、與基體的相容性好，具有良好的綜合性能和誘人的應(yīng)用前景。在原位合成方法中，接觸反應(yīng)法和熔體直接反應(yīng)法工藝流程簡(jiǎn)單、可以近終成形，但是，氧化物粉末在加入Al熔體后，不易分散，且所需的反應(yīng)溫度較高。所以，改善氧化物粉末與Al熔體之間的潤(rùn)濕、降低反應(yīng)溫度成為制備此類復(fù)合材料中亟待解決的問題。本文以Al與CuO、SiO2的化學(xué)反應(yīng)為基礎(chǔ)，研究了接觸反應(yīng)法和熔體直接反應(yīng)法合成Al2O3顆粒增強(qiáng)鋁

2、基復(fù)合材料的工藝，首次在Al與CuO的反應(yīng)中引入了間接超聲。
　　首先，針對(duì)Al-CuO-SiO2體系，利用接觸反應(yīng)法進(jìn)行復(fù)合材料的制備。結(jié)果表明：在825℃以下，CuO、SiO2混合粉末（質(zhì)量比2.5:1）中沒有摻入Al粉時(shí)，無明顯反應(yīng)跡象，摻入一定量Al粉后，原位反應(yīng)可以發(fā)生。m(Al粉)/m（CuO粉+SiO2粉）的最佳取值約為1/5。減少預(yù)制塊的質(zhì)量或壓制壓力、改用鋁箔包裹粉末、增加摻入的Al粉含量，對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物的分散和進(jìn)入

3、熔體均無明顯促進(jìn)作用。反應(yīng)生成的Cu有一部分經(jīng)擴(kuò)散進(jìn)入熔體，在晶界處形成Al2Cu相，另一部分殘留在渣中，Al2O3顆粒幾乎沒有進(jìn)入熔體。
　　其次，針對(duì)Al-CuO體系，利用熔體直接反應(yīng)法進(jìn)行復(fù)合材料的制備，分析了分散劑和間接超聲對(duì)原位反應(yīng)的影響。結(jié)果表明：熔劑型分散劑易于吸附、溶解反應(yīng)生成的Al2O3顆粒，使其成為渣子排出，故無法作為分散劑來使用。在制備過程中，施加2.6kW間接超聲輔助，可以得到Al2O3顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料