廢棄玻璃-鋁基復(fù)合材料的基礎(chǔ)研究.pdf

1、上海交通大學(xué)碩士論文摘要摘要在人類的生產(chǎn)和生活活動(dòng)中，每天都消耗著大量的資源和能源，并排放出廢氣、廢水和各種固體廢棄物，嚴(yán)重污染了人類的生存環(huán)境。而材料及其制品工業(yè)是造成能源短缺、資源過(guò)度消耗、環(huán)境污染的主要活動(dòng)之一。近年來(lái)人們開(kāi)始從可持續(xù)發(fā)展的角度出發(fā)，從新評(píng)價(jià)過(guò)去研究、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)和使用材料的活動(dòng)，更新單純追求高性能、高附加值的材料研究思路:探索發(fā)展既有良好或功能，又對(duì)資源和能源消耗較低，并且與環(huán)境協(xié)調(diào)較好的材料及其制品。目前我國(guó)在工

2、業(yè)、生活中產(chǎn)生了大量的廢棄玻璃和廢鋁(如廢棄易拉罐)，這些廢棄物難以回收。如將之加以回收利用，制成新型的綠色材料，將具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。、在本研究工作中選用廢棄玻璃和石英砂作為增強(qiáng)相，分別與鋁合金復(fù)合，獲得了新型綠色循環(huán)材料一玻璃鋁基廢棄物復(fù)合材料和(A1z0aSi02)Al復(fù)合材料。這種新型材料能使原來(lái)的這兩種廢棄物揚(yáng)長(zhǎng)避短，既保留了鋁韌性好的優(yōu)點(diǎn)，又克服了鋁硬度低的缺點(diǎn)既保留了增強(qiáng)相硬度高的優(yōu)點(diǎn)，又克服了增強(qiáng)相(如玻璃)脆

3、性的缺點(diǎn)。由于這兩類廢棄物優(yōu)點(diǎn)的疊加，又由于兩種再生工藝的簡(jiǎn)化合一，使這兩類再生資源的價(jià)值倍增?！疚闹匮芯苛藦?fù)合材料的制備工藝和微觀組織、機(jī)械性能及斷裂機(jī)理:一、采用攪拌鑄造的方法，優(yōu)化工藝后將廢棄的玻璃顆粒成功地與ZL105進(jìn)行了復(fù)合，再擠壓成型得到了廢棄玻璃2鋁基復(fù)合材料。’了得到的材料具有較好的結(jié)合界面，顆粒在基體中分布均勻，增強(qiáng)粒子對(duì)材料硬度的提高有一定的貢獻(xiàn)。材料的斷裂方式為脆性斷裂，其裂紋主要來(lái)源于玻璃自身的加工裂紋或拉

4、伸過(guò)程中顆粒與基體界面的開(kāi)裂。其裂紋擴(kuò)展方向一般有兩種，一是引發(fā)己有裂紋的玻璃顆粒斷裂，并穿過(guò)其顆粒:二是穿過(guò)基體與粒子的界面。復(fù)合材料由于亞表層的脆化而與脆性材料接近，磨損速率由裂紋形成率與裂紋擴(kuò)展共同控制。其耐磨性在載荷較低時(shí)比基體有一定的提高，但由于玻璃顆粒較脆，并且對(duì)缺口效應(yīng)敏感，因而未能完全發(fā)揮其硬度高的作用，載荷較高時(shí)，材料的耐磨性比基體有所下降。在增強(qiáng)粒子材料對(duì)裂紋敏感的體系中，具有預(yù)加裂紋的大顆粒的低應(yīng)力破巨海交通大學(xué)碩

5、士論文摘要AbstractPeoplesindustryandlivingactivitiesconsumealotofresourceandenergyandbringmuchwastegaswastewaterandwastesolidwhichhavedonemuchharmtotheenvironment.Materialsmanufactureisoneofthemajoractivitiesthathavebadefecto

6、ncircumstance.Inrecentyearspeoplehavebeguntoevaluatethematerialsresearchandutilizationagainintheviewoflastingdevelopment.Atemptshavebeenmadetofabricatethematerialswhichhavegoodfunctionanddolittleharmtotheenvironment.Ther

7、earemanywasteglasswastesilicaandwastealuminumalloysinourcountryforexamplethewastealuminumcanswhicharehardtoreclaim.Ifthesewastematerialscanbereusedtoproducegreenmaterialsitwillhavegoodsocialandeconomicbenefit.Inthisresea

8、rchanewtypeofgreenmaterialshasbeenfabricatedbyusingwasteglassorsilicatoreinforcealuminum.Thisnewtypeofgreenrecyclingmaterialshasthebothadvantageofaluminumandreinforcementparticles(glasssilica).Ithasgoodhardnessaswellaspo

9、ssessingductili娜intheotherhandthefabricationtechnologyofthismaterialwasverysimplesothevalueofthewasteresourcehasbeenincreased.Thefabricatingmethodmicrostructuresmechanicpropertiesandfracturemechanismhavebeeninvestigated.

10、Itcanbeconcludedasfollowing:1.Wasteglassparticleshavebeensuccessfullyintroducedintoaluminumbasealloy(ZLI05)meltsasreinforcementtoproduceglassparticlesreinforcedAlcompositesthroughthevortexmethod.Thebindingatinterfacebetw

11、eenaluminumandglassisquitegood.Thewasteglassparticlesaredistributedveryuniformlyinmatrixalloyandcontributetotheincreaseofmaterialshardness.Thematerialfracturemodeisbritlenessbroken.Thecracksourcesarethedefectinglassparti

12、clesandthedepartureoftheinterfacebetweentheparticlesandmatrixduringthetensileprocess.Themaincrackwillpropagateintwodirections.Onewillinducetheparticlesbrokenthathavedefectsandthecrackwillpropagatealongthedefects.Theother