SiCp-6061Al復(fù)合材料制備工藝與性能的研究.pdf

1、碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料是一種新型材料，相比于傳統(tǒng)的鋼鐵材料具有密度低，線膨脹系數(shù)可控制，有良好的導(dǎo)熱性以及高比強(qiáng)度等優(yōu)良性能，廣泛應(yīng)用到航空航天、電子封裝等行業(yè)，目前已經(jīng)成為鋁基復(fù)合材料的研究熱點(diǎn)。本文采用粉末冶金法制備了SiCp/6061Al復(fù)合材料，并對(duì)其制備工藝、組織和性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究，優(yōu)化了復(fù)合材料的制備工藝。
　　本研究以6061Al合金粉為基體，SiC顆粒作為增強(qiáng)體，采用真空熱壓法制備了30％SiCp/6061A

2、l復(fù)合材料，對(duì)復(fù)合材料的密度和抗拉強(qiáng)度進(jìn)行了檢測(cè)，利用掃描電鏡觀察了試樣的微觀組織形貌，探討了燒結(jié)溫度和壓力對(duì)復(fù)合材料組織和性能的影響。得到了較為合理的燒結(jié)工藝：580℃的燒結(jié)溫度和70MPa的壓力。在該燒結(jié)工藝下，制備了25%、30%、35%SiC體積分?jǐn)?shù)的 SiCp/6061Al復(fù)合材料，分析了 SiC含量對(duì)復(fù)合材料組織和性能的影響。結(jié)果表明：隨著SiC含量的增加，復(fù)合材料的致密度下降，抗拉強(qiáng)度先增大后降低，微觀組織中 SiC顆粒團(tuán)

3、聚現(xiàn)象逐漸加重。為了解決復(fù)合材料組織中碳化硅顆粒的團(tuán)聚問題，采用濕磨-高能球磨復(fù)合混粉工藝、改變基體粉末粒度及增強(qiáng)體顆粒粒度，制備了35%SiCp/6061Al復(fù)合材料，對(duì)比分析了試樣的力學(xué)性能，研究了混粉工藝、粉體粒度對(duì)復(fù)合材料組織和性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，適當(dāng)?shù)幕旆酃に嚭头垠w粒度可減弱碳化硅顆粒的團(tuán)聚現(xiàn)象，提高復(fù)合材料的力學(xué)性能，粉體粒度的改變對(duì)復(fù)合材料性能影響更加顯著。提出了真空熱壓法制備 SiCp/6061Al復(fù)合材料的適宜工藝為

4、：選用粒度為10μm的6061鋁合金粉和7.5μm的SiC粉體，在580℃和70MPa條件下進(jìn)行熱壓燒結(jié)。對(duì)真空熱壓法制備的35%SiCp/6061Al復(fù)合材料進(jìn)行了熱擠壓，測(cè)定了熱擠壓前后試樣的密度，分析了熱擠壓前后組織和性能的變化；對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行了熱處理，分析了熱處理對(duì)復(fù)合材料性能的影響。結(jié)果表明：復(fù)合材料經(jīng)過熱擠壓后，組織致密度提高，碳化硅顆粒在基體中的分布均勻度提高，力學(xué)性能得到了較大的改善；固溶溫度為530℃時(shí)，固溶時(shí)間為90