雙尺寸顆粒SiC-Mg復(fù)合材料真空壓力浸滲工藝及性能研究.pdf

1、SiCp/Mg復(fù)合材料以低密度，良好的熱膨脹性和耐磨性等優(yōu)異的性能，備受研究者關(guān)注，特別是高體分SiCp/Mg復(fù)合材料，是近期研究熱點(diǎn)。本文以AZ91D為基體，以SiC顆粒為增強(qiáng)相，采用真空壓力浸滲法制備雙尺寸顆粒SiC/Mg復(fù)合材料。通過OM、SEM和XRD對(duì)復(fù)合材料微觀組織進(jìn)行了分析；并對(duì)復(fù)合材料熱膨脹性能和耐磨性能進(jìn)行了研究，揭示了熱膨脹性能和耐磨性能的影響因素及其規(guī)律；同時(shí)，對(duì)復(fù)合材料拉伸性能進(jìn)行了研究。主要研究結(jié)果如下：

2、 SiC顆粒覆蓋保護(hù)鎂合金熔體是真空壓力浸滲法制備雙尺寸顆粒SiC/Mg復(fù)合材料的一種簡(jiǎn)單、有效的方法。采用該方法制備的復(fù)合材料，在粗細(xì)顆粒粒徑為100/11μm、質(zhì)量比為3:1配比的條件下，體積分?jǐn)?shù)高達(dá)71％，致密度高達(dá)99.1％。 微觀組織研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)：粗細(xì)顆粒搭配均勻，但在顆粒接觸面附近的頂角或細(xì)窄通道處存在少量的微孔。同時(shí)，其XRD分析表明，浸滲中存在少量的Mg2Si新相，并且隨浸滲溫度升高和凝固時(shí)間增長(zhǎng)，Mg2Si新

3、相含量增加。 熱膨脹性能測(cè)試結(jié)果表明：SiC顆粒加入顯著降低基體合金熱膨脹系數(shù)。其中，粗細(xì)顆粒粒徑為47/5μm、質(zhì)量比為3:1、增強(qiáng)相體積分?jǐn)?shù)為56.2％的復(fù)合材料，其在30-100℃區(qū)間的熱膨脹系數(shù)為7.716×10-6/K。在增強(qiáng)相粒徑一定時(shí)，隨SiC顆粒體積分?jǐn)?shù)增加，復(fù)合材料熱膨脹系數(shù)逐步降低；而在增強(qiáng)相體積分?jǐn)?shù)相近時(shí)，隨SiC顆粒粒徑減小，復(fù)合材料熱膨脹系數(shù)逐漸降低，且增強(qiáng)相粒徑對(duì)熱膨脹系數(shù)影響較體積分?jǐn)?shù)影響更為明顯。

4、另外，隨致密度降低、Mg2Si相含量升高、基體晶粒尺寸增大，復(fù)合材料熱膨脹系數(shù)也降低。 耐磨性能測(cè)試發(fā)現(xiàn)：SiC顆粒加入明顯改善基體合金耐磨性，同時(shí)也改善磨損表面氧化和粘著現(xiàn)象，使復(fù)合材料磨損表面的磨損程度減輕。其中，粗細(xì)顆粒粒徑為245/21μm、質(zhì)量比為3:1、增強(qiáng)相體積分?jǐn)?shù)為62.7％的復(fù)合材料，其磨損量?jī)H為基體合金的1/50。在增強(qiáng)相粒徑一定時(shí)，隨SiC顆粒體積分?jǐn)?shù)增加，復(fù)合材料耐磨性能提高；在增強(qiáng)相體積分?jǐn)?shù)相近時(shí)，隨S