氣壓浸滲法制備短纖維增強鋁基復(fù)合材料的研究.pdf

1、本文設(shè)計試制了氣壓浸滲法制備短纖維增強鋁基復(fù)合材料的實驗裝置，并在多種工藝條件制備了Al2O3短纖維增強鋁基復(fù)合材料。目的是探索Al2O3短纖維增強鋁基復(fù)合材料氣壓浸滲制備工藝，研究氣壓浸滲法制備的Al2O3短纖維增強鋁基復(fù)合材料的力學(xué)性能，以及分析該基復(fù)合材料的顯微組織等等。 所設(shè)計的實驗裝置基本能滿足課題的研究需要。但是，為了制造出更加優(yōu)良的試驗材料，試驗裝置還需要進行一些結(jié)構(gòu)上的改進。浸滲壓力、浸滲溫度、模具預(yù)熱溫度、纖維

2、體積分數(shù)和浸滲時間對浸滲過程影響的分析表明：隨著浸滲壓力的增大，浸滲深度增加并且組織缺陷減少；模具的預(yù)熱溫度存在最佳數(shù)值，如果溫度太高或者太低都會引起浸滲的不完全；纖維的體積分數(shù)越大，浸滲難度就大；浸滲時間必須保證足夠長，時間太短，會引起浸滲的不完全。在實驗中得出的最佳參數(shù)如下：預(yù)制件預(yù)熱溫度為600℃，模具預(yù)熱溫度為250℃，鋁合金液澆鑄溫度為720℃，浸滲壓力為0.6MPa，保壓時間為12s。 金相觀察發(fā)現(xiàn)，在浸滲過程中總會

3、發(fā)生預(yù)制件纖維的偏聚，而且隨著纖維體積分數(shù)的增大，偏聚加重，并且從上到下，纖維偏聚逐步加強。同時，所制得的試樣中微孔等組織缺陷的數(shù)量隨之增加。沿著浸滲過程中鋁液浸滲的方向，組織缺陷增加。主要原因有兩個方面：(1)澆注溫度不夠高，使得鋁液在浸滲一段時間后，熱量損失嚴重，浸滲的過熱度不夠造成浸滲不完全；(2)浸滲的壓力不夠大，從而使得一些空隙小的區(qū)域無法完全潤濕。以上原因造成了材料的拉伸強度不夠理想。 界面分析顯示，界面處存在輕微的