碳化硅顆粒增強鋁基復合材料彈性模量與阻尼機制研究.pdf

1、本文利用經不同表面處理的SiC顆粒與6066Al粉末采用粉末冶金工藝制備了6066Al合金和SiCp/6066Al復合材料。利用SEM、金相顯微鏡、萬能拉伸機TEM、HRTEM、XRD分析了經不同表面處理的SiC顆粒的表面情況及采用它們制備的復合材料的顯微結構與力學性能：在此基礎上利用多功能內耗儀分析了12％SiCp/6066Al復合材料動態(tài)模量特征和阻尼機制：最后通過考慮界面層厚度和界面結合強度，理論結合實驗結果研究分析了界面特征對P

2、RMMCs彈性模量和界面阻尼的影響。主要得到如下結論： (1)利用氧化酸洗并堿洗，得到表面干凈、棱角鈍化和比表面積大的SiC顆粒；再經熱壓燒結和熱擠壓過程，干凈和大比表面積的SiC顆粒與基體間原子擴散容易，界面層薄而干凈，界面結合強度高，顆粒分布均勻，同時基體晶粒也得到細化；由此制備的復合材料的綜合性能最好； (2)求出了6066Al合金和SiCp/6066Al復合材料的阻尼峰的激活能和弛豫時間，分別為1.78eV、9.

3、95×10-15s和1.68eV、1.01×10-14s；SiC顆粒的加入使MMCs的阻尼峰向低溫方向漂移了約50℃；高溫時的阻尼峰主要是由界面擴散和品界滑移機制引起的；中低溫時的阻尼主要歸功于位錯阻尼；MMCs的動態(tài)模量比基體合金軟化的慢，是由于加入的SiC顆粒具有良好的高溫性能，二者在高溫時動態(tài)模量的軟化速率分別為-0.69℃-1和-1.60℃-1； (3)無論增強體中是否計入界面體積，PRMMCs的彈性模量基本隨界面層厚度

4、減小而增加，隨界面結合強度提高而增加，而界面阻尼則與之相反；當增強體中計入界面體積時，在弱結合時界面厚的界面阻尼高，在強結合時界面厚的界面阻尼低；當增強體中未計入界面體積時，在弱結合時界面薄的彈性模量高，在強結合時界面厚的彈性模量低； (4)兼顧彈性模量和界面阻尼兩方面，實驗中為提高兩者性能可適當提高增加增強體的體積分數(shù)，為提高增強體與基體的浸潤性時，界面層應盡量控制得比較薄更有利。理論研究為實際制備復合材料時控制界面提供了科學