超聲輔助粉末熱壓半固態(tài)成形法制備納米SiC顆粒增強Mg-9Al鎂基復合材料組織及力學性能研究.pdf

1、納米SiC顆粒(n-SiCp)增強鎂基復合材料以其密度低、強度高、資源豐富的優(yōu)勢成為了21世紀具有競爭力的輕量化、高性能結構材料，但是制備出含量高且均勻分散的n-SiCp增強鎂基復合材料仍然面臨著挑戰(zhàn)。為了解決此類問題，本文采用超聲輔助粉末熱壓半固態(tài)成形技術制備了具有優(yōu)異性能的n-SiCp/Mg-9Al鎂基復合材料，系統(tǒng)地研究了制備工藝參數(shù)對n-SiCp/Mg-9Al鎂基復合材料的微觀組織和力學性能的影響規(guī)律。
　　利用XRD、光

2、學顯微鏡、掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡等檢測設備研究了不同熱壓溫度和不同質(zhì)量分數(shù)的n-SiCp/Mg-9Al復合材料顯微組織；利用顯微硬度儀和電子萬能試驗機等設備測試了不同工藝參數(shù)下制備的n-SiCp/Mg-9Al復合材料室溫力學性能和高溫力學性能。研究結果表明：
　　粉末熱壓成型技術能夠使n-SiCp良好地分散在n-SiCp/Mg-9Al復合材料中，并且隨著熱壓溫度的升高，n-SiCp的團聚現(xiàn)象先減少后增加，復合材料的致密度呈

3、現(xiàn)出先升高后降低的趨勢，當熱壓溫度為510℃時，復合材料的致密度最高，晶粒尺寸最為細小，材料中n-SiCp分散最均勻，且均勻分散的n-SiCp與基體界面結合良好，無界面反應發(fā)生。n-SiCp/Mg-9Al復合材料的室溫力學性能隨著熱壓溫度的升高而先升高后降低，在510℃制備的復合材料顯微硬度、抗拉強度和伸長率均達到最大值，并且復合材料在200℃高溫條件下表現(xiàn)出了良好的高溫塑性。
　　n-SiCp的加入減小了Al元素向鎂顆粒內(nèi)部擴散

4、的截面，延長了Al元素體擴散的路徑，從而阻礙了Al元素向鎂顆粒內(nèi)部的擴散。當n-SiCp的質(zhì)量分數(shù)逐漸增加時，n-SiCp對Al元素的擴散阻礙作用逐漸增強，復合材料的致密度逐漸降低。n-SiCp的加入有效地細化了基體合金的晶粒， n-SiCp/Mg-9Al復合材料的晶粒尺寸隨著n-SiCp質(zhì)量分數(shù)的增加而先減小后增大。復合材料的力學性能隨著n-SiCp含量的增加而呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢，7.5 wt％n-SiCp/Mg-9Al復合材料