SiCp-A1復(fù)合凝膠體系的制備工藝研究.pdf

1、SiCp/Al復(fù)合材料以其優(yōu)異的結(jié)構(gòu)、熱學(xué)和光學(xué)等性能在航空航天、先進武器系統(tǒng)、汽車、電子封裝及體育器材等領(lǐng)域都顯示出廣闊的應(yīng)用前景。然而SiCp/Al復(fù)合材料在制備和使用中也存在諸多問題，如SiC顆粒分布不均勻、顆粒與基體的界面結(jié)合強度低、機加工性能差、產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性差等。開發(fā)復(fù)合材料的新型制備技術(shù)成為近年來專家學(xué)者們的研究熱點。本試驗通過將凝膠注模法中的凝膠過程引入粉末冶金法的混料工藝中制備SiCp/Al復(fù)合材料，并探討原料成分及

2、、工藝過程對復(fù)合粉的分散均勻性、松裝密度及復(fù)合材料的致密度的影響。
　　SiCp預(yù)處理采用混合酸腐蝕、蒸餾水浸泡、超聲水浴等手段去除小顆粒SiC及雜質(zhì)元素。涂覆工藝為高能引發(fā)濃度2wt.％丙烯酰胺在SiCp表面聚合，將SiCp包裹在有機成分中，增加混料時增強相的分散懸浮能力。
　　混料過程為濕混制備漿料、制坯干燥、脫脂最終得到復(fù)合粉。試驗過程分析了漿料中兩相的分散均勻性及懸浮性，結(jié)果表明分散劑用量為2.0wt.％時漿料懸浮性

3、可達理想值的90％以上，且去離子水中兩相達到穩(wěn)定分散的時間較無水乙醇短，約為15min，其分散程度也較好。干燥、脫脂過程受分散介質(zhì)、膠體成分用量及環(huán)境溫度等因素影響，為使坯體達到理想的干燥程度最終確定干燥工藝為:以無水乙醇為分散介質(zhì)時，室溫/24h、70℃/24h;以去離子水為分散介質(zhì)時，室溫/48h、70℃/48h的復(fù)合干燥模式。在最佳脫脂狀態(tài)下，坯體膠體成分為2wt.％，分散介質(zhì)為無水乙醇時脫脂效果最好。XRD測試結(jié)果表明干燥、脫脂

4、過程復(fù)合粉成分變化不明顯。
　　復(fù)合粉基本性能的研究結(jié)果表明，增強相含量變化范圍在17vol.％～33vol.％時，其松裝密度在0.59～0.62g/cm3之間。SEM結(jié)果表明，雖然粉體中有機成分不能完全脫除，但兩相間分散均勻性較高。
　　壓制、燒結(jié)工藝中，當(dāng)壓強在20～60MPa范圍內(nèi)變化時坯體致密度隨壓強增大而增大，最大值可達理論密度的95％。坯體的致密度隨增強相含量的增加而減少。增強相含量在17vol.％～25vol.