納米碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的制備及性能研究.pdf

1、碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基（SiCp/Al）復(fù)合材料由于具有比強(qiáng)度、比剛度高，導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能優(yōu)良，耐高溫、耐磨性能較好、熱膨脹系數(shù)小等優(yōu)點(diǎn)，而具有廣闊的應(yīng)用前景。當(dāng)增強(qiáng)體碳化硅顆粒(SiCp)達(dá)到納米尺寸時(shí)，其增強(qiáng)效果更好。本課題利用高能球磨和真空熱壓燒結(jié)法成功地制備了納米碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基(nano-SiCp/Al)復(fù)合材料，觀察了復(fù)合材料試樣的微觀組織，測(cè)試了燒結(jié)試樣的力學(xué)性能。為了改善增強(qiáng)體nano-SiCp和Al基體的潤(rùn)濕性，使nano

2、-SiCp在Al基體中均勻分布并保持納米尺寸，盡可能地抑制不良界面反應(yīng)，減少硬脆相的產(chǎn)生，充分發(fā)揮nano-SiCp的增強(qiáng)作用，實(shí)驗(yàn)中對(duì)nano-SiCp進(jìn)行了酸洗、化學(xué)鍍銅等表面改性處理，效果顯著。
　　在高能球磨過(guò)程中，nano-SiCp的體積含量、球磨時(shí)間、轉(zhuǎn)速是影響混合粉末質(zhì)量的主要工藝參數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，nano-SiCp的體積含量為2％，球磨時(shí)間為2h，轉(zhuǎn)速為200r/min為最佳高能球磨參數(shù)。
　　真空熱壓燒結(jié)

3、過(guò)程中，燒結(jié)溫度、軸向載荷、保溫時(shí)間是影響燒結(jié)試樣性能的主要工藝參數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，燒結(jié)溫度為873K、軸向載荷為40MPa、保溫保壓20min為最佳燒結(jié)參數(shù)。
　　nano-SiCp酸洗和化學(xué)鍍銅后增強(qiáng)Al基復(fù)合材料的組織均勻、晶粒細(xì)小、界面質(zhì)量較高，nano-SiCp在鋁基體中均勻分布，復(fù)合材料的力學(xué)性能更加優(yōu)良。這一結(jié)果表明，對(duì)nano-SiCp進(jìn)行表面改性可顯著改善nano-SiCp與Al基體的潤(rùn)濕性，使nano-SiCp