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文檔簡介
1、SiCp/Al-12Si復(fù)合材料是一種性能優(yōu)異的輕質(zhì)、低膨脹、高強、耐磨材料,可應(yīng)用在航空航天、汽車、電子等諸多領(lǐng)域。本文采用粉末冶金法和熱擠壓的方法制備了稀土(CeO2)添加 SiCp/Al-12Si復(fù)合材料。通過 X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、能譜儀(EDAX)、透射電鏡(TEM)、密度、維氏硬度、熱膨脹系數(shù)、拉伸性能測試、磨損試驗等手段和方法,研究了稀土(CeO2)含量對復(fù)合材料組織、物理和力學(xué)性能的影響及稀土作用機理
2、,研究了 CeO2含量和載荷對復(fù)合材料耐磨性的影響并優(yōu)化了復(fù)合材料的熱處理工藝。研究結(jié)果表明:
1.適量CeO2的加入可以使SiCp/Al-12Si復(fù)合材料基體中的Si相顆粒細化,并使其分布均勻化;同時可以提高復(fù)合材料的密度、硬度、抗拉強度和延伸率,降低復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù);CeO2體積分數(shù)為0.2%時,性能有最佳值,分別為2.7477 g/mm3、176.6 HV0.3、376.9 MPa、4.09%、13.94×10-6/
3、K。
2.稀土(CeO2)添加 SiCp/Al-12Si復(fù)合材料中的析出相主要有: CeCu2Si2、Al4Cu9、Al2Cu、Al19Mn4、Al5Cu6Mg2、Mg32Al47Cu7;CeO2在復(fù)合材料中主要位于晶界處。
3.稀土在 SiCp/Al-12Si復(fù)合材料中的作用機理主要有三種:一是 CeO2顆??勺鳛?Si相的形核基底,細化 Si相顆粒;二是 CeO2能與鋁基體中的合金元素發(fā)生反應(yīng)生成新相CeCu2S
4、i2,可起到彌散強化作用,也可以提高Al與Si顆粒之間的結(jié)合強度;三是 CeO2顆粒和 CeCu2Si2顆粒對晶界或相界的釘扎作用,細化鋁晶粒。
4.稀土添加 SiCp/Al-12Si復(fù)合材料的斷裂方式為混合型斷裂:析出 Si和SiC顆粒的脆性解理斷裂;Si和SiC顆粒與基體界面處的基體撕裂;與Si和SiC顆粒相距較遠的鋁基體中的韌性斷裂。
5.最佳固溶處理工藝為510℃×2 h,最佳時效處理工藝為170℃×5 h;
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