Al-Mg-,2-Si復(fù)合材料的制備與表征.pdf

1、Mg2Si金屬間化合物具有低密度、高熔點及高比強度等優(yōu)點，適宜做中高溫結(jié)構(gòu)材料，有望用于航空、航天及汽車工業(yè)，但是由于其本征脆性，很難進行加工和應(yīng)用。所以對金屬間化合物Mg2Si的增韌研究，不論從理論還是從其實際應(yīng)用都有很現(xiàn)實的意義。 本文以金屬間化合物Mg2Si為基添加韌性相-Al，通過燃燒合成和機械活化固相反應(yīng)兩種方法制備了Al/Mg2Si復(fù)合材料。 通過對理想狀態(tài)下反應(yīng)絕熱溫度的計算，明確了體系的預(yù)熱溫度與反應(yīng)絕熱

2、溫度及稀釋劑添加量與絕熱溫度的關(guān)系。隨著預(yù)熱溫度的升高Mg-Si-Al體系的絕熱溫度也升高，最后達到—平臺；隨著稀釋劑添加量的增加，Mg-Si-Al體系的絕熱溫度逐漸減小，絕熱平臺也逐漸減小。 探討了燃燒合成制備Al/Mg2Si復(fù)合材料中的影響因素如：預(yù)熱速率，壓坯壓力，Mg粉粒度，Al的體積百分含量及試樣底部的小孔對反應(yīng)產(chǎn)物相及致密性的影響。研究發(fā)現(xiàn)各單因素對反應(yīng)產(chǎn)物致密性影響不同，總體來講具有以下規(guī)律：Mg粉粒度的影響＞加熱

3、速率的影響＞壓坯壓力的影響。 同時研究了Mg粉粒度、球磨時間、過程控制劑等對機械球磨過程的影響。研究發(fā)現(xiàn)減小Mg粉粒度可以促進Mg、Si之間的反應(yīng)進程。當Mg粉粒度在178-250μm范圍時，球磨50小時后產(chǎn)物中形成的Mg2Si量較少，說明球磨使Mg、Si發(fā)生合金化的效率低。在球磨過程中Si粉的晶粒尺寸隨著球磨時間的延長而減小，顯微應(yīng)變隨球磨時間的延長而增加，但都趨于一定值。對Mg粉粒度在178-250μm范圍球磨50小時的粉料

4、進行退火發(fā)現(xiàn)，Mg2Si可以在180℃左右反應(yīng)形成，而未經(jīng)球磨的粉料在大約在530℃進行固相反應(yīng)生成Mg2Si。球磨50小時的粉料發(fā)生固相反應(yīng)的溫度比未經(jīng)球磨粉末的固相反應(yīng)溫度降低了大約350℃，說明球磨可以大大降低固相反應(yīng)的溫度，在反應(yīng)中起到了機械活化的作用。在退火過程中納米Mg2Si的晶粒生長曲線存在兩個明顯的階段：低溫緩慢生長階段(190℃＜T＜400℃)和高溫快速生長階段(400℃＜T＜600℃)。隨著退火溫度的提高，Mg2Si