SiC顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的制備與性能研究.pdf

1、鎂合金由于具有較高的比強(qiáng)度、比模量、電磁屏蔽性、較好的阻尼減震性、較好的抗老化能力和良好的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性的特點(diǎn)，正成為結(jié)構(gòu)材料開發(fā)的熱點(diǎn)之一。但是一般鎂合金存在低的使用溫度、有限的冷加工能力、低的韌性和高溫強(qiáng)度、凝固時(shí)收縮率較高、高的化學(xué)反應(yīng)活性和耐蝕性較差等不足。而顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料可減輕鎂合金的某些不足，是克服鎂合金性能弱點(diǎn)的有效方法之一。本文在充分分析本領(lǐng)域國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，采用粉末冶金法制備顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料：首先通過高

2、能球磨機(jī)對(duì)混合粉末進(jìn)行球磨，然后冷壓成型，最后在真空熱壓爐中燒結(jié)制備SiC/AZ81鎂基復(fù)合材料。一方面達(dá)到利用SiC顆粒來增強(qiáng)AZ81鎂合金，改善其韌性的目的；另一方面對(duì)顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的制備提供理論依據(jù)。 采用粉末冶金法制備了AZ81鎂合金及SiC/AZ81鎂基復(fù)合材料，對(duì)混合粉末的球磨時(shí)間和球磨轉(zhuǎn)速進(jìn)行了確定。通過真空熱壓燒結(jié)技術(shù)，研究了燒結(jié)工藝參數(shù)。SiC/AZ81鎂基復(fù)合材料具有如下的組織結(jié)構(gòu)特征：微米級(jí)的SiC顆

3、粒主要彌散分布在基體內(nèi)，基體相主要為α-Mg相。 實(shí)驗(yàn)研究表明，與AZ81基體相比，SiC/AZ81復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、斷裂韌性、硬度都有了較大提高，分別達(dá)到271.61Mpa、5.96MPa·m1/2、2.52GPa。材料的拉伸強(qiáng)度和斷裂韌性均隨SiC的加入量，先增加后降低，并在SiC含量分別為20vol％和15vol％時(shí)達(dá)到最大值。適量SiC顆粒的引入，不但可以提高材料的室溫拉伸強(qiáng)度，而且對(duì)材料的室溫?cái)嗔秧g性也有一定的改善。

4、SiC/AZ81鎂基復(fù)合材料具有較好的綜合力學(xué)性能，SiC/AZ81鎂基復(fù)合材料的干滑動(dòng)抗磨損性能較AZ81鎂合金也有了一定提高。 復(fù)合材料強(qiáng)度的提高，一方面是SiC顆粒與基體合金AZ81的載荷分配，另一方面是位錯(cuò)強(qiáng)化和細(xì)晶強(qiáng)化共同作用的結(jié)果。復(fù)合材料韌性改變主要源于SiC粒子對(duì)裂紋的偏轉(zhuǎn)，其次存在一定的熱失配問題，引發(fā)產(chǎn)生層錯(cuò)，從而提高了材料的斷裂韌性。硬度和干滑動(dòng)抗磨損性能的提高主要是由于SiC顆粒自身的硬度(28GPa)高