深冷處理對鋁基復(fù)合材料性能的影響.pdf

1、在歐美等發(fā)達(dá)國家，鋁基復(fù)合材料的工業(yè)化生產(chǎn)已經(jīng)開始，主要應(yīng)用在航空、航天、汽車、電子器件等領(lǐng)域并且被列為2l世紀(jì)新材料應(yīng)用開發(fā)的重要方向。為了進(jìn)一步提高鋁基復(fù)合材料的綜合性能，人們一方面不斷尋找不同的增強(qiáng)相，另一方面不斷改進(jìn)其制備工藝及隨后的熱處理工藝。深冷處理被看作傳統(tǒng)熱處理的一種延伸也開始被嘗試應(yīng)用于鋁基復(fù)合材料，本文研究的主要內(nèi)容是通過試驗(yàn)試圖確定碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料深冷處理的基本工藝流程研究其對復(fù)合材料性能的影響以及影響機(jī)

2、理。得到的主要結(jié)論如下： 深冷處理后的復(fù)合材料析出相含量有所增加，一次深冷后的復(fù)合材料硬度，強(qiáng)度均有不同程度增加，深冷次數(shù)對材料力學(xué)性能影響不大。深冷過程中體積收縮可以使材料內(nèi)的部分缺陷如空位和微孔得到彌合，提高了材料的強(qiáng)度。晶粒發(fā)生了擇優(yōu)取向，有利于阻礙位錯滑移，材料的強(qiáng)度性能得以提高。 深冷后的復(fù)合材料斷口分析表明由于深冷處理改變了復(fù)合材料中的位錯組態(tài)，使復(fù)合材料內(nèi)部產(chǎn)生大量的位錯，位錯之間相互纏繞并與晶界及析出相之

3、間相互作用，位錯短程運(yùn)動變得困難，使得復(fù)合材料強(qiáng)度提高、塑性降低，基體呈現(xiàn)出更多脆性斷裂的特征。 SiCp能很好的抑制基體的膨脹，顆粒越多，對基體膨脹的制約就越強(qiáng)，復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)就越低。溫度升高，復(fù)合材料中增強(qiáng)體-基體界面?zhèn)鬏d能力下降，SiCp通過界面抑制基體膨脹的能力就越弱，導(dǎo)致復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)升高。 復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)與基體中初始?xì)堄鄳?yīng)力及溫升過程中的熱錯配應(yīng)力密切相關(guān)。復(fù)合材料深冷過程的降溫階段，基體與

4、顆粒收縮量不匹配度將進(jìn)一步增大，界面附近基體局部區(qū)域繼續(xù)進(jìn)行拉伸塑性變形及加工硬化，但以拉伸塑性變形為主。在深冷過程升溫階段，由于基體膨脹量比顆粒大，基體經(jīng)歷卸載過程。因此復(fù)合材料經(jīng)低溫處理并返回室溫時，兩相之間的彈性錯配應(yīng)變將有所緩和，即殘余應(yīng)力降低。復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)也降低。 深冷工藝降低了由于顆粒和基體熱膨脹系數(shù)不匹配而在界面處引入的熱錯配應(yīng)力，從而減少了熱錯配應(yīng)力引起的晶格畸變，進(jìn)而降低了復(fù)合材料的界面熱阻，提高了復(fù)合