三維網(wǎng)絡氧化鋁-鋼復合材料的制備及其性能研究.pdf

1、陶瓷/金屬復合材料不但具有陶瓷材料的低密度、高硬度、高強度、耐高溫、耐磨性以及耐酸堿腐蝕等性能，而且具有金屬材料高韌性、塑性以及導熱性，因此被廣泛的應用于耐磨和酸堿腐蝕等環(huán)境。三維網(wǎng)絡陶瓷/金屬復合材料中陶瓷增強體和金屬基體在三維空間上均呈現(xiàn)三維網(wǎng)絡貫穿結(jié)構(gòu)，相比于顆粒增強、纖維增強等傳統(tǒng)復合材料，其性能得到了較大的提升，受到研究者的廣泛關(guān)注。
　　本課題通過在陶瓷骨架表面化學氣相沉積金屬鎳涂層改善Al2O3陶瓷與鋼之間的潤濕性，

2、研究鋼熔液浸滲陶瓷的制備工藝，制備耐磨耐高溫的三維網(wǎng)絡氧化鋁/鋼復合材料；并對復合材料組織結(jié)構(gòu)及其力學性能進行研究。
　　研究結(jié)果表明：通過鋼液浸滲表面沉積有Ni鍍層的三維網(wǎng)絡Al2O3陶瓷骨架，能夠成功制備出內(nèi)部沒有宏觀孔洞、界面結(jié)合緊密的三維網(wǎng)絡氧化鋁/鋼復合材料；鋼液不僅能夠完全浸滲到泡沫陶瓷孔隙中與泡沫陶瓷表面形成緊密的的鋸齒狀機械結(jié)合，而且能夠浸滲到泡沫陶瓷的孔筋與三角微孔中，進一步提高增強體與基體的結(jié)合力。復合材料的抗

3、彎強度隨著增強體體積分數(shù)的增加呈現(xiàn)減小的趨勢，體積分數(shù)為11.44％（10ppi復合材料）的復合材料的抗彎強度是氧化鋁實體陶瓷的4.46倍；斷裂過程中，復合材料中的鋼基體出現(xiàn)明顯的塑性變形，裂紋沿著陶瓷與鋼界面擴展。隨著陶瓷增強體體積分數(shù)的增加，復合材料的體積磨損量減少，鋼的體積磨損量是體積分數(shù)為19.35％（20ppi壓縮復合材料）的復合材料的4.43倍，復合材料的耐磨性能總體上優(yōu)于鋼材料；復合材料的磨損機理：硬質(zhì)磨粒與鋼基體主要發(fā)生