聲磁場作用下熔體反應(yīng)合成7055Al基復(fù)合材料的微結(jié)構(gòu)及性能.pdf

1、本課題研究稀土合金化和原位合成增強(qiáng)顆粒對7055合金的強(qiáng)化規(guī)律,重點(diǎn)研究了高能超聲作用下7055Al-K2TiF6-KBF4體系合成TiB2顆粒增強(qiáng)7055基復(fù)合材料的微結(jié)構(gòu)和機(jī)制；以及交變磁場作用下7055Al-Ce2(CO3)3體系合成Al2O3顆粒增強(qiáng)7055基復(fù)合材料的微結(jié)構(gòu)和機(jī)制,并利用光學(xué)顯微鏡(OM)、X-射線衍射儀(XRD)、掃描電鏡(SEM)、能譜儀(EDS)、及電子式萬能試驗(yàn)機(jī)等分析和測試方法,分析了稀土合金化和原位

2、顆粒增強(qiáng)7055基復(fù)合材料的微觀組織、相組成以及內(nèi)生顆粒的形貌、大小、分布特征；研究了復(fù)合材料的力學(xué)性能,并分析了與組織間的對應(yīng)關(guān)系及強(qiáng)化機(jī)理。獲得的研究結(jié)果如下:
　　 1.在7055合金中添加單一稀土Er后鑄態(tài)組織得到明顯的細(xì)化,當(dāng)Er加入量0.25wt.％時晶粒細(xì)化效果最好。當(dāng)Er加入量較大(≥0.25wt.％)時,晶粒細(xì)化作用減弱,Er在合金中形成Al8Cu4Er相,并呈塊狀或條狀分布于晶界；添加復(fù)合稀土(0.12wt.

3、％Er+0.08wt.％Y+0.05wt.％Ce)時,合金晶粒大小是單獨(dú)添加0.25wt.％Er的1／3～1／2。
　　 2.高能超聲作用下7055Al-K2TiF6-KBF4體系原位生成的增強(qiáng)顆粒為TiB2,尺寸在80～100nm之間,呈六棱粒狀,部分顆粒出現(xiàn)“球化”現(xiàn)象。水淬試樣的SEM和EDS結(jié)果表明,高能超聲能顯著地促進(jìn)7055Al-K2TiF6-KBF4體系的原位化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)程,縮短化學(xué)反應(yīng)的時間。探討了高能超聲作用下

4、熔體反應(yīng)法制備內(nèi)生顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的動力學(xué)及反應(yīng)機(jī)制,認(rèn)為主要是超聲處理熔體時產(chǎn)生的聲空化效應(yīng)、聲流效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)和熱效應(yīng)的綜合作用。
　　 3.磁場作用下7055Al-Ce2(CO3)3體系原位生成Al2O3顆粒,顆粒尺寸在0.1～3.0μm之間,主要為球狀。當(dāng)施加磁場時,能促進(jìn)7055Al-Ce2(CO3)3體系反應(yīng)進(jìn)程,細(xì)化晶粒。磁場作用時間為15分鐘,磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.07T時,所得顆粒最細(xì)小,圓整,分布較均勻,顆粒達(dá)