雙尺寸顆粒SiC-Mg復合材料真空壓力浸滲工藝及性能研究.pdf

1、SiCp/Mg復合材料以低密度，良好的熱膨脹性和耐磨性等優(yōu)異的性能，備受研究者關注，特別是高體分SiCp/Mg復合材料，是近期研究熱點。本文以AZ91D為基體，以SiC顆粒為增強相，采用真空壓力浸滲法制備雙尺寸顆粒SiC/Mg復合材料。通過OM、SEM和XRD對復合材料微觀組織進行了分析；并對復合材料熱膨脹性能和耐磨性能進行了研究，揭示了熱膨脹性能和耐磨性能的影響因素及其規(guī)律；同時，對復合材料拉伸性能進行了研究。主要研究結果如下：

2、 SiC顆粒覆蓋保護鎂合金熔體是真空壓力浸滲法制備雙尺寸顆粒SiC/Mg復合材料的一種簡單、有效的方法。采用該方法制備的復合材料，在粗細顆粒粒徑為100/11μm、質(zhì)量比為3:1配比的條件下，體積分數(shù)高達71％，致密度高達99.1％。 微觀組織研究結果發(fā)現(xiàn)：粗細顆粒搭配均勻，但在顆粒接觸面附近的頂角或細窄通道處存在少量的微孔。同時，其XRD分析表明，浸滲中存在少量的Mg2Si新相，并且隨浸滲溫度升高和凝固時間增長，Mg2Si新

3、相含量增加。 熱膨脹性能測試結果表明：SiC顆粒加入顯著降低基體合金熱膨脹系數(shù)。其中，粗細顆粒粒徑為47/5μm、質(zhì)量比為3:1、增強相體積分數(shù)為56.2％的復合材料，其在30-100℃區(qū)間的熱膨脹系數(shù)為7.716×10-6/K。在增強相粒徑一定時，隨SiC顆粒體積分數(shù)增加，復合材料熱膨脹系數(shù)逐步降低；而在增強相體積分數(shù)相近時，隨SiC顆粒粒徑減小，復合材料熱膨脹系數(shù)逐漸降低，且增強相粒徑對熱膨脹系數(shù)影響較體積分數(shù)影響更為明顯。

4、另外，隨致密度降低、Mg2Si相含量升高、基體晶粒尺寸增大，復合材料熱膨脹系數(shù)也降低。 耐磨性能測試發(fā)現(xiàn)：SiC顆粒加入明顯改善基體合金耐磨性，同時也改善磨損表面氧化和粘著現(xiàn)象，使復合材料磨損表面的磨損程度減輕。其中，粗細顆粒粒徑為245/21μm、質(zhì)量比為3:1、增強相體積分數(shù)為62.7％的復合材料，其磨損量僅為基體合金的1/50。在增強相粒徑一定時，隨SiC顆粒體積分數(shù)增加，復合材料耐磨性能提高；在增強相體積分數(shù)相近時，隨S