原位合成TiC-Al2O3增強(qiáng)ZL101復(fù)合材料的研究.pdf

1、顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料是近些年來為滿足某些高精尖領(lǐng)域?qū)Σ牧系奶厥庑阅芤蠖l(fā)展起來的新型材料，與傳統(tǒng)的單一材料相比具有更優(yōu)異的綜合性能，因而受到材料研究工作者的廣泛關(guān)注。本文以TiO2粉、C粉、Ti粉為原料，以ZL101鋁合金為基體材料，采用熔體直接反應(yīng)法原位合成Al2O3-TiC/ZL101、Al2O3-Al3Ti/ZL101、TiC-Al3Ti/ZL101復(fù)合材料。利用X射線衍射儀(XRD)、掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、電

2、子探針(EPMA)對復(fù)合材料的物相組成和顯微組織進(jìn)行分析，探討了反應(yīng)熱力學(xué)和強(qiáng)化相的形成機(jī)理;通過顯微硬度計(jì)、磨損試驗(yàn)機(jī)、三維形貌儀對復(fù)合材料的顯微硬度、摩擦系數(shù)、磨損失重、磨損體積進(jìn)行了測試，并結(jié)合復(fù)合材料的磨損形貌對磨損機(jī)制和強(qiáng)化機(jī)理進(jìn)行了探討。
　　通過試驗(yàn)得到復(fù)合材料的較佳制備工藝為:粉料球磨2h，壓坯載荷10MPa，熔煉電流160A，在電磁攪拌作用下保溫時(shí)間為15min。當(dāng)TiO2∶C的摩爾比為1∶1時(shí)，復(fù)合材料的強(qiáng)化相

3、只有Al2O3和TiC顆粒，基本沒有發(fā)現(xiàn)Al3Ti，Al2O3顆粒是接近球形的不規(guī)則顆粒，TiC顆粒多呈四方或六方塊狀多邊形結(jié)構(gòu)，尺寸大約在3-4μm之間，TiC顆粒較Al2O3顆粒稍小，增強(qiáng)相分布彌散均勻，與基體界面結(jié)合牢固。復(fù)合材料的硬度和耐磨性較ZL101鋁合金都有顯著提高，而摩擦系數(shù)和磨損失重明顯減小，對比三種鋁基復(fù)合材料發(fā)現(xiàn)，增強(qiáng)相質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％的Al2O3-TiC/ZL101復(fù)合材料的綜合性能最好，與基體相比，其顯微硬度提