電磁分離法制備Al-Si合金自生梯度功能復(fù)合材料.pdf

1、 本文以過共晶Al-Si合金系為研究對象，對電磁分離法制備Al-Si合金自生梯度功能復(fù)合材料進(jìn)行了理論分析、數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究。對液態(tài)熔體中初生相顆粒的運(yùn)動情況進(jìn)行了理論分析，得出了在電磁力場下，不同形狀、濃度的初生相顆粒直徑與顆粒速度的關(guān)系式；分析了電磁力、顆粒形狀、熔體粘度及合金濃度對顆粒運(yùn)動速率的影響規(guī)律，為初生相顆粒的梯度分布提供了理論依據(jù)。 建立了制備自生梯度復(fù)合材料過程中鑄型內(nèi)的溫度場的模型，計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合較

2、好。結(jié)果表明，鑄型溫度對冷卻速率的影響較大，而澆注溫度對冷卻速率的影響較小。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，Al-5Ti-B的加入使過共晶Al-Si合金熔體中形成Al、Si和Ti的三元化合物。該化合物的顯著作用是阻礙初生硅顆粒的偏聚，使增強(qiáng)相初生硅顆粒分布均勻，但也可以作為新的自生增強(qiáng)相。 設(shè)計(jì)了一套電磁分離法制備梯度復(fù)合材料的實(shí)驗(yàn)裝置，成功地制備出具有初生硅增強(qiáng)的過共晶Al-Si合金梯度復(fù)合材料和初生相大小和分布不同的三層Al-22Si-3.9Ti-0