Al-Ti-B-O復(fù)合細(xì)化劑的細(xì)化機(jī)理研究.pdf

1、Al-Ti-B-O細(xì)化劑是Al-Ti-B細(xì)化劑和Al2O3顆粒的結(jié)合，為探究Al-Ti-B-O細(xì)化劑的細(xì)化機(jī)理，可以先分別研究Al-Ti-B細(xì)化劑和Al2O3顆粒對(duì)Al合金的細(xì)化機(jī)理。由于Al-Ti-B細(xì)化劑的細(xì)化機(jī)理已經(jīng)比較成熟，因此本文先重點(diǎn)研究了Al2O3顆粒對(duì)Al-Si合金的細(xì)化機(jī)理，再結(jié)合成熟的Al-Ti-B細(xì)化劑細(xì)化機(jī)理對(duì)Al-Ti-B-O細(xì)化劑的細(xì)化機(jī)理進(jìn)行了分析。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴利用半固態(tài)機(jī)械攪拌+陶瓷

2、刀剪切法向Al-7Si合金中加入1wt.％的SiO2粉末，通過原位反應(yīng)法制備Al2O3顆粒增強(qiáng)Al-8Si基復(fù)合材料。利用金相顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)觀察Al2O3顆粒的大小、分布及Al-8Si合金的組織特征并檢測(cè)了合金的晶粒大小。結(jié)果表明，通過螺旋攪拌槳形成的渦流可以將外加粉末帶入基體，同時(shí)也會(huì)吸入大量氣體，帶入的粉末往往以團(tuán)聚的形式存在，而螺旋攪拌槳無法將這些團(tuán)聚的粉末分散開。由于添加了陶瓷刀剪切工藝，難以分散的細(xì)小SiO

3、2顆粒被剪切而分散開，在晶界處均勻分布。同時(shí)，復(fù)合材料中的α-Al晶粒轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)小的等軸晶，而Al2O3顆粒周圍的共晶Si向細(xì)小的塊狀轉(zhuǎn)變。⑵通過半固態(tài)機(jī)械攪拌+陶瓷刀剪切向Al-8Si合金中加入了不同尺寸和質(zhì)量分?jǐn)?shù)的γ-Al2O3顆粒。結(jié)果表明，相同添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)下，小尺寸的γ-Al2O3顆粒在基體內(nèi)分布范圍更廣，細(xì)化共晶相的能力更強(qiáng)，但團(tuán)聚比大顆粒的γ-Al2O3顆粒嚴(yán)重。相同顆粒尺寸下添加1wt.%的γ-Al2O3顆粒最有利其在基體內(nèi)

4、的分散，添加量過多會(huì)造成嚴(yán)重的團(tuán)聚現(xiàn)象。同時(shí)，添加的γ-Al2O3顆粒越大，對(duì)合金α-Al晶粒的細(xì)化效果越差，小尺寸的γ-Al2O3顆粒有利于α-Al晶粒的細(xì)化；添加1wt.%的γ-Al2O3顆粒最有利于細(xì)化α-Al晶粒。⑶通過向Al-8Si合金中加入不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的Al-5Ti-1B細(xì)化劑和Al-5Ti-1B-6O復(fù)合細(xì)化劑，發(fā)現(xiàn)都有一個(gè)最佳添加量，達(dá)到最佳添加量時(shí)細(xì)化效果最好，超過最佳添加量時(shí)細(xì)化效果不變。兩種細(xì)化劑最佳添加量都是0.