SiCp-Al-Si基復(fù)合材料制備工藝及微觀組織演變.pdf

1、碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁硅基復(fù)合材料具有高的比強(qiáng)度、比剛度，低密度、低的熱膨脹性和良好的耐磨性，與碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料相比，具有更好的尺寸穩(wěn)定性。在電子封裝領(lǐng)域和航空航天領(lǐng)域中受到廣泛關(guān)注，具有廣闊的應(yīng)用空間，是目前材料研究的熱點(diǎn)。粉末冶金法制備SiCp/Al-Si復(fù)合材料過程中受熱/應(yīng)力場(chǎng)耦合作用，微觀組織結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)界面反應(yīng)及第二相多尺度析出現(xiàn)象，使其物理性能和力學(xué)性能難以控制，綜合性能較低，嚴(yán)重制約了其在航天及空間領(lǐng)域的應(yīng)用。

2、　　本研究選取霧化法制備的Al-19Si-1.5Cu-0.6Mg合金粉作為基體，碳化硅顆粒作為增強(qiáng)相，利用 QM-BP型行星球磨機(jī)進(jìn)行混粉，混粉工藝為：球料比2:1，轉(zhuǎn)速250r/min，球磨2h，加入1％硬脂酸鈉作為分散劑。采用單向模壓法制備SiCp/Al-Si復(fù)合材料冷壓壓坯。在氮?dú)獗Ｗo(hù)氣氛下進(jìn)行壓坯燒結(jié)，燒結(jié)工藝為：以2℃/min的加熱速度緩慢階梯加熱至燒結(jié)溫度560℃，保溫4h，隨爐冷卻。在 XT-500型熱擠壓設(shè)備上對(duì)燒結(jié)后的

3、復(fù)合材料壓坯進(jìn)行熱擠壓。對(duì)擠壓后的復(fù)合材料試樣分別進(jìn)行480℃、490℃、500℃、510℃，保溫4h的固溶熱處理和190℃保溫6h的時(shí)效處理。測(cè)量了熱擠壓前后實(shí)驗(yàn)材料的密度和力學(xué)性能，利用 JSM-5610LV型掃描電子顯微鏡和 JEM-2100型超高分辨透射電子顯微鏡對(duì)實(shí)驗(yàn)材料的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。利用D-8X射線衍射儀對(duì)復(fù)合材料的物相進(jìn)行分析。探討了冷壓制坯工藝對(duì)復(fù)合材料冷壓壓坯成形性的影響，研究了擠壓工藝對(duì)復(fù)合材料擠壓棒料成形性的

4、影響，對(duì)制備過程中出現(xiàn)的缺陷進(jìn)行了分析。探討制備過程中過飽和固溶元素的時(shí)效析出規(guī)律，系統(tǒng)研究制備工藝變量對(duì)復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)和性能的影響。結(jié)果表明，冷壓壓力為500MPa，保壓時(shí)間30min，靜置時(shí)間30min時(shí)，所制備的復(fù)合材料冷壓坯表面光潔，形狀完整。其最優(yōu)熱擠壓工藝為：擠壓溫度480℃，擠壓比15:1，擠壓速度1 mm/s，在此擠壓工藝下制備的擠壓棒料表面形貌良好。經(jīng)過熱擠壓后，復(fù)合材料的致密度有了極大的提高，達(dá)到了98%；細(xì)小的第