SiC-Al復(fù)合材料界面反應(yīng)與粘著功理論預(yù)測(cè)研究.pdf

1、在復(fù)合材料的液相制備過(guò)程中,液相基體與增強(qiáng)體之間的潤(rùn)濕和粘著特性是實(shí)現(xiàn)兩種材料有效復(fù)合的關(guān)鍵,它不僅關(guān)系到增強(qiáng)體加入基體的難易程度和分散性的好壞,而且影響界面結(jié)合強(qiáng)度并最終決定復(fù)合材料的性能。此外,在高溫復(fù)合過(guò)程中往往伴隨有界面反應(yīng)的發(fā)生,能量的釋放和物質(zhì)的遷移會(huì)對(duì)體系的潤(rùn)濕和粘著特性產(chǎn)生較大改變。然而到目前為止,還沒(méi)有從熱力學(xué)上系統(tǒng)地研究過(guò)界面反應(yīng)發(fā)生時(shí)體系潤(rùn)濕或粘著特性的變化規(guī)律。
　　本文以在航空航天、工業(yè)等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用

2、前景的Al/SiC復(fù)合材料為研究對(duì)象,系統(tǒng)的研究了體系在界面反應(yīng)發(fā)生時(shí)粘著功的變化規(guī)律。首先,結(jié)合界面反應(yīng)熱力學(xué)和粘著功預(yù)測(cè)模型構(gòu)建了一個(gè)計(jì)算各類液態(tài)金屬/陶瓷體系——尤其是多元反應(yīng)體系粘著功的方法體系。然后應(yīng)用該方法體系,預(yù)測(cè)了Al-X/SiC體系和Al-X/SiO2/SiC體系界面反應(yīng)與粘著功隨不同合金元素(Cu, Mg, Si, Mn, Zn, Fe, Ti, Ni, La)添加的變化,并用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)部分預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)證,說(shuō)

3、明了理論預(yù)測(cè)的可靠性。
　　對(duì)Al-X/SiC體系,Si、Cu、Ni元素的加入會(huì)降低平衡Si含量從而抑制界面反應(yīng);而Ti、La、Mn、Fe、Mg、Zn元素在少量添加時(shí)會(huì)提高平衡Si含量、促進(jìn)界面反應(yīng),但當(dāng)含量上升時(shí),其作用相反。對(duì)于體系粘著功,La元素對(duì)亞穩(wěn)態(tài)粘著功和平衡態(tài)粘著功的促進(jìn)作用都比較明顯,Zn元素的加入會(huì)降低平衡態(tài)粘著功,其他元素在不同狀態(tài)下作用則有所差別。
　　對(duì)Al-X/SiO2/SiC體系,Mg元素加入后會(huì)