原位合成Al基復合材料制備工藝研究.pdf

1、本文采用原位合成技術制備顆粒增強的鋁基復合材料。使用兩種不同反應物，一種是氧化物（TiO2和B2O3粉），另一種是鹽類（KBF4和K2TiF6粉），在ZL102合金中原位反應制備出顆粒增強的復合材料。研究了不同制備工藝參數對增強顆粒的影響，給出用兩種不同反應物制備顆粒增強鋁基復合材料的理想工藝，比較了兩種不同反應物合成的鋁基復合材料中增強顆粒的組織形貌，并對鋁基原位復合材料的增強相合理選擇、增強相形成熱力學、動力學及強化機制等進行了分析

2、研究。采用電子探針對顆粒增強ZL102原位復合材料中增強相形貌、結構和分布進行了研究，測試了顆粒增強ZL102原位復合材料的硬度，并借助金相顯微鏡、掃描電鏡，XRD等測試方法對顯微組織進行表征，獲得的主要結果如下： （1）實驗表明：由反應物TiO2和B2O3粉原位制備ZL102復合材料理想的工藝參數為：反應混合物以壓坯形態(tài)加入，加入反應物量為15％，反應溫度為900℃，反應時間為20min，外加較大的攪拌強度。 （2）實

3、驗表明：由反應物KBF4和K2TiF6粉原位制備ZL102復合材料理想的工藝參數為：加入能生成1％TiB2的KBF4和K2TiF6，反應溫度為1000℃，反應時間為10min。 （3）實驗表明：利用A1—TiO2-B2O3體系可以原位制備顆粒增強的鋁基復合材料，合成的復合材料硬度比ZL102提高37．3％。利用KFB4和K2TiF6的混合粉末原位制備的（TiB2+Al3Ti）/ZL102復合材料硬度比ZL102提高60．3％。

4、 （4）金相顯微組織分析表明：原位制各的ZL102復合材料中α—Al枝晶晶粒尺寸比ZL102明顯細化，原位復合材料中的共晶硅尺寸也比基體中的硅細小。 （5）EPMA分析表明：原位復合材料中TiB2增強相為粒狀，Al2O3增強相為冰糖狀，Al3Ti增強相為長棒狀，這些原位合成的增強相顆粒細小且均勻分布于α—Al基體中，且與α—Al的界面結合良好，對基體具有顯著的細晶強化效果。 （6）顆粒增強原位鋁基復合材料的強化機制