機械合金化-放電等離子體燒結(jié)制備Al2Cu和Al2O3原位增強Al基復(fù)合材料.pdf

1、Al基復(fù)合材料具有較高的比強度、比剛度以及良好的可加工性等優(yōu)點，在軍工、航空航天與汽車領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。本文采用機械合金化和放電等離子燒結(jié)工藝分別制備了致密的高強度Al2Cu和Al2O3顆粒增強Al基復(fù)合材料。討論了機械合金化工藝參數(shù)和Cu含量對Al-Cu復(fù)合粉末的相結(jié)構(gòu)、顯微組織的影響；結(jié)合熱力學條件，研究了Al–Cu二元體系中相形成難易程度以及固溶度的擴展；研究了機械合金化過程，Al和CuO的原位反應(yīng)歷程；通過放電等離子燒結(jié)工藝成

2、功制備了Al2Cu和Al2O3顆粒增強Al基復(fù)合材料。
　　研究結(jié)果表明，以Al–Cu為反應(yīng)體系，在機械合金化過程中，隨著機械合金化時間的延長，部分Cu原子逐漸固溶于Al原子晶格中，形成均勻過飽和固溶體Al（Cu）。固溶度隨著機械合金化時間和Cu含量的增加而增加。對于Al–Cu二元體系，通過熱力學計算和DSC熱分析表明，固溶體相對于非晶態(tài)和金屬間化合物更為穩(wěn)定。
　　采用放電等離子燒結(jié)方法原位制備了致密的Al2Cu/Al復(fù)合

3、材料。燒結(jié)壓力越大，塊體復(fù)合材料致密化程度越高，增強相顆粒越細小，分布越均勻，硬度值也越高。Cu含量對燒結(jié)體的的增強相的形貌有較大影響。當Cu含量較低時，Al2Cu增強相顆粒細小并且分布比較均勻；Cu含量逐漸增大時，有棒狀A(yù)l2Cu顆粒出現(xiàn)；當Cu含量繼續(xù)升高時，出現(xiàn)了大量Al2Cu顆粒團聚現(xiàn)象。隨著Cu含量的增加，塊體復(fù)合材料壓縮斷裂強度逐漸升高，Al–10％Cu塊體試樣壓縮斷裂強度高達611.3 MPa，塑性變形量為9.6％。