多孔Si3N4增強2024Al基復合材料的制備及性能研究.pdf

1、本文以無壓燒結法合成的多孔Si3N4陶瓷為預制體，采用液態(tài)鋁壓力浸滲法制備了Si3N4/2024Al復合材料。研究了增強體含量變化（18.8-34.5 vol％）及時效處理對復合材料顯微結構及力學性能的影響規(guī)律，實現(xiàn)了其力學性能的優(yōu)化；測定了復合材料的熱膨脹系數(shù)和熱導率，并對其進行了模型計算。
　　XRD分析結果表明，多孔Si3N4陶瓷中Si3N4的α→β轉(zhuǎn)變量隨氣孔率的增加而增加。Si3N4/2024Al復合材料的顯微組織均勻，

2、無宏觀缺陷；鋁合金基體在復合材料中呈條狀分布，晶粒細小；增強體顆粒中存在有少量層錯；鋁合金基體與Si3N4增強體的界面干凈整齊，沒有界面反應物存在。495°C/1h固溶+175°C時效試驗結果表明，Si3N4/2024Al復合材料的峰時效時間較2024Al合金提前；析出相在遠離 Si3N4增強體區(qū)域密度較高，尺寸較大。
　　Si3N4/2024Al復合材料的維氏硬度和彈性模量復合混合定律。未經(jīng)時效處理的復合材料，其拉伸強度隨增強體

3、含量的增加呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，最高達330MPa；斷裂韌性隨增強體含量增大而減小，彎曲強度隨增強體含量的增大而增大，最大值分別為11.3MPa·m1/2和540MPa；壓縮強度也隨增強體含量的增大而增大，10-3S-1變形速率的條件下的抗壓強度達到650MPa。時效處理可進一步提高復合材料的拉伸強度和彎曲強度，分別達434MPa和705MPa，與時效前相比分別提高31.5%和30.5%。
　　Si3N4/2024Al復合材料具