微波燒結(jié)鋁基復(fù)合材料組織和性能研究.pdf

1、微波燒結(jié)是快速制備優(yōu)質(zhì)新材料和具有某些新性能傳統(tǒng)材料的一種重要技術(shù)手段。自證實(shí)微波對(duì)金屬粉末有很好的加熱效應(yīng)以來，該技術(shù)得到廣泛的研究和發(fā)展。本文采用微波燒結(jié)法制備了 TiC陶瓷顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料，并運(yùn)用SEM、EDS、XRD和TEM等方法，對(duì)其微觀形貌、化學(xué)成分、相組成和結(jié)合界面進(jìn)行了分析；測(cè)定了材料的致密度、硬度和壓縮強(qiáng)度。
　　本文分析了粉末粒度對(duì)微波燒結(jié)鋁及其復(fù)合材料組織和性能的影響，結(jié)果表明：微波燒結(jié)溫度為600℃時(shí)制

2、備的純 Al及其復(fù)合材料，組織中顆粒結(jié)合良好。相比于大粉末粒度材料，小粉末粒度材料在相同微波燒結(jié)工藝下的硬度和致密度較高。通過物相分析，兩種不同粒度的純Al燒結(jié)后只有Al相存在，TiC/Al復(fù)合材料燒結(jié)后只有Al和TiC兩相存在。結(jié)合微波燒結(jié)特性，研究了增強(qiáng)相含量、燒結(jié)溫度對(duì)復(fù)合材料組織和性能的影響，進(jìn)行了微波燒結(jié)與傳統(tǒng)燒結(jié)工藝對(duì)比。分析得知：微波燒結(jié)法制備的TiC/6061鋁基復(fù)合材料，增強(qiáng)相 TiC的加入在一定程度上可抑制基體顆粒的

3、長(zhǎng)大，并且隨著 TiC含量的增多，基體組織的熔合程度提高，復(fù)合材料的致密度、硬度和壓縮強(qiáng)度均隨之提高。當(dāng) TiC含量為30％時(shí)，致密度91.17%，硬度195 HV0.1，抗壓強(qiáng)度462 MPa，屈服強(qiáng)度241 MPa。微波燒結(jié)純6061鋁合金，在試驗(yàn)燒結(jié)溫度500~560℃范圍內(nèi)，隨著燒結(jié)溫度的升高，組織中燒結(jié)頸增多，結(jié)合越來越緊密，致密度和硬度提高。燒結(jié)溫度對(duì)微波燒結(jié) TiC/6061鋁基復(fù)合材料的影響主要源于對(duì)基體熔合程度的影響。

4、影響復(fù)合材料壓縮性能的主要因素：一是基體的熔合程度，二是材料的致密度，試驗(yàn)證明前者起主導(dǎo)作用。與傳統(tǒng)燒結(jié)相比，微波燒結(jié)可以在較低的燒結(jié)溫度和較短的燒結(jié)時(shí)間內(nèi)使材料實(shí)現(xiàn)致密化。通過TiC/6061鋁基復(fù)合材料的透射高分辨像及花樣標(biāo)定，分析了復(fù)合材料界面，探討了新相熱力學(xué)形成機(jī)理。分析發(fā)現(xiàn)：微波燒結(jié)TiC/6061鋁基復(fù)合材料基體-增強(qiáng)相界面存在厚度約為100 nm的擴(kuò)散型和反應(yīng)型二種中間層，與基體和增強(qiáng)相的鄰接邊界干凈連續(xù)，結(jié)合良好。擴(kuò)散