高壓燒結(jié)SiC增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料組織及性能研究.pdf

1、本論文以Al-20Si為基體，SiC顆粒為增強(qiáng)體，采用高壓六面頂設(shè)備，分別在2GPa、4GPa、6GPa的壓力下，燒結(jié)制備了不同SiC體積分?jǐn)?shù)的SiC顆粒增強(qiáng)Al基復(fù)合材料。為進(jìn)行比較，在30MPa的壓力下制備了相同SiC體積分?jǐn)?shù)的復(fù)合材料。對(duì)制備的復(fù)合材料進(jìn)行相組成以及微觀形貌分析，研究了燒結(jié)壓力以及SiC體積分?jǐn)?shù)對(duì)復(fù)合材料組織和性能的影響。
　　分析表明，采用30MPa熱壓燒結(jié)以及2GPa高壓燒結(jié)時(shí)，制備的SiCp/Al-20

2、Si復(fù)合材料基體相組成為β-Si+(α-Al+β-Si)共晶組織；燒結(jié)壓力提高到4GPa和6GPa時(shí)，復(fù)合材料基體的相組成為α-Al+(α-Al+β-Si)共晶組織。SiC顆粒與基體界面結(jié)合良好，界面無有害相Al4C3?；w中α-Al的衍射峰左移，晶格常數(shù)變大，Si在α-Al中的固溶度變大。相同燒結(jié)壓力下，隨著SiC顆粒體積分?jǐn)?shù)的增大，共晶組織細(xì)化。高壓燒結(jié)與熱壓燒結(jié)相比，初生Si相尺寸明顯變小，共晶硅呈現(xiàn)纖維狀，說明高壓對(duì)Si有明顯的

3、變質(zhì)作用。
　　復(fù)合材料的致密度隨壓力的增大而增大，4GPa時(shí)達(dá)到最大；硬度隨壓力增大而增大。對(duì)于相同成分的材料，高壓燒結(jié)法制備的材料抗壓強(qiáng)度在565MPa-700 MPa之間，比熱壓工藝制備的材料平均抗壓強(qiáng)度高190.78％。斷口分析表明，高壓燒結(jié)的復(fù)合材料中SiC與基體結(jié)合較好，SiC大都發(fā)生解理斷裂；熱壓燒結(jié)的復(fù)合材料在SiC增強(qiáng)相與基體界面的結(jié)合處發(fā)生斷裂。相同燒結(jié)壓力下，隨著SiC顆粒體積分?jǐn)?shù)的增大，復(fù)合材料的密度、硬度