Al-SiC陶瓷復(fù)合材料的制備及性能研究.pdf

1、隨著汽車(chē)、航空航天、軍事工業(yè)以及原子能等高新技術(shù)時(shí)代的迅速發(fā)展，對(duì)材料高強(qiáng)度和低密度的要求越來(lái)越高。普通金屬材料已經(jīng)難以滿足這些使用要求。SiC蜂窩陶瓷密度低、強(qiáng)度高使其在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，但是其脆性的缺陷限制了其使用；Al及其合金材料具有很好的延展性，但是質(zhì)地較軟；通過(guò)將SiC和Al及其合金進(jìn)行復(fù)合制備綜合兩者優(yōu)異性能的復(fù)合材料的研究具有巨大的實(shí)際意義。但是，SiC自塑性差，通過(guò)擠出成型制備蜂窩陶瓷難度較大；此外，Al和SiC

2、材料弱的界面結(jié)合性成為Al/SiC復(fù)合材料制備中研究的重點(diǎn)。
　　本文首先采用擠出成型工藝制備SiC蜂窩陶瓷，并且分別通過(guò)微氧化燒結(jié)、無(wú)壓燒結(jié)和反應(yīng)燒結(jié)三種燒結(jié)方式對(duì)SiC陶瓷進(jìn)行燒結(jié)。研究表明：微氧化燒結(jié)方式對(duì)SiC性能的影響主要是通過(guò)表面氧化生成SiO2，來(lái)影響SiC蜂窩陶瓷的性能；無(wú)壓燒結(jié)工藝中以Al2O3/Y2O3為復(fù)合燒結(jié)助劑，SiC蜂窩陶瓷的物相沒(méi)有發(fā)生變化；在1750℃（YAG的共晶點(diǎn)附近）YAG更容易冷卻析出形成結(jié)

3、晶；體積密度和抗壓強(qiáng)隨燒結(jié)溫度變化規(guī)律接近，由于顆粒堆積和玻璃相的作用在1750℃出現(xiàn)最大值，分別為1.8 g/cm3和14.09 MPa；反應(yīng)燒結(jié)SiC陶瓷的研究發(fā)現(xiàn)一定的粒度級(jí)配可以在燒結(jié)過(guò)程中為熔融硅的滲入提供通道，且有機(jī)粘結(jié)劑高溫下裂解可以提供反應(yīng)燒結(jié)所需要的C源，B4C的加入一方面可以促進(jìn)SiC陶瓷的燒結(jié)，另一方面在使SiC陶瓷密度下降的同時(shí)提高其力學(xué)性能。
　　其次，以制備的SiC蜂窩作為增強(qiáng)體，通過(guò)無(wú)壓浸滲、低壓鑄造