SiC-Al復合材料界面反應與粘著功理論預測研究.pdf

1、在復合材料的液相制備過程中,液相基體與增強體之間的潤濕和粘著特性是實現(xiàn)兩種材料有效復合的關鍵,它不僅關系到增強體加入基體的難易程度和分散性的好壞,而且影響界面結合強度并最終決定復合材料的性能。此外,在高溫復合過程中往往伴隨有界面反應的發(fā)生,能量的釋放和物質的遷移會對體系的潤濕和粘著特性產生較大改變。然而到目前為止,還沒有從熱力學上系統(tǒng)地研究過界面反應發(fā)生時體系潤濕或粘著特性的變化規(guī)律。
　　本文以在航空航天、工業(yè)等領域具有廣泛應用

2、前景的Al/SiC復合材料為研究對象,系統(tǒng)的研究了體系在界面反應發(fā)生時粘著功的變化規(guī)律。首先,結合界面反應熱力學和粘著功預測模型構建了一個計算各類液態(tài)金屬/陶瓷體系——尤其是多元反應體系粘著功的方法體系。然后應用該方法體系,預測了Al-X/SiC體系和Al-X/SiO2/SiC體系界面反應與粘著功隨不同合金元素(Cu, Mg, Si, Mn, Zn, Fe, Ti, Ni, La)添加的變化,并用實驗數(shù)據(jù)對部分預測結果進行了對比驗證,說

3、明了理論預測的可靠性。
　　對Al-X/SiC體系,Si、Cu、Ni元素的加入會降低平衡Si含量從而抑制界面反應;而Ti、La、Mn、Fe、Mg、Zn元素在少量添加時會提高平衡Si含量、促進界面反應,但當含量上升時,其作用相反。對于體系粘著功,La元素對亞穩(wěn)態(tài)粘著功和平衡態(tài)粘著功的促進作用都比較明顯,Zn元素的加入會降低平衡態(tài)粘著功,其他元素在不同狀態(tài)下作用則有所差別。
　　對Al-X/SiO2/SiC體系,Mg元素加入后會