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高性能低成本铝基复合材料制备技术研究

作　者: 毕婷婷
导　师: 朱丽娟；刘越
学　校: 沈阳大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 元素粉末法铝基复合材料颗粒分布微观组织
分类号: TB331
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 17次
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内容摘要

本文研究了真空烧结后对SiCp/Al复合材料进行热变形的制备工艺,主要对SiCp/Al复合材料的冷压密度、热压变形量等影响因素进行了研究,分析了在这些因素影响下各个状态SiCp/Al复合材料的微观组织和力学性能。确定了采用元素粉末法制备SiCp/Al复合材料的最佳冷压密度,以及二次热压变形量。研究结果表明:(1)本文研究的冷压烧结后再进行热变形制备12vol.% SiCp/2024Al复合材料的工艺能够制备出符合各性能指标的复合材料,各项工艺参数分别为:冷压密度85%;烧结工艺580℃×120min;热压变形量45%;冷压烧结的坯料致密度为82.7%时,经过热变形以后能够达到97%以上。(2)冷压致密度越高,复合材料的微观组织越均匀。在冷压致密度为85%时,热变形的SiCp/Al复合材料微观组织分布最佳。经过热变形,基体中SiC颗粒的分布明显改善,致密度显著提高。(3)变形量为45%时,增强体颗粒顺着变形的方向呈流线型延伸。变形量越高,SiCp/Al复合材料的致密度越高,当变形量达到54%时,SiCp/Al复合材料的密度为2.8092 g/cm3,致密度达到99.81%,与变形量为45%时差别不大。变形量达到54%时,复合材料横向的屈服强度为375 MPa,抗拉强度为530MPa;纵向的性能相对于直径方向要差一些,变形量达到54%时,屈服强度为360 MPa。材料的延伸率和断面收缩率分别比真空烧结态提高了166.7%和233.3%。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-11
1 绪论  11-27
  1.1 引言  11-13
  1.2 SiCp/Al 复合材料的应用现状  13-16
    1.2.1 在军工、航空航天领域的应用  13-14
    1.2.2 在汽车工业中的应用  14-15
    1.2.3 在电子器械、精密仪器和光学仪器中的应用  15-16
    1.2.4 在体育用品中的应用  16
  1.3 SiCp/Al 复合材料复合材料的制备方法  16-20
    1.3.1 搅拌铸造法  17-18
    1.3.2 挤压铸造法  18
    1.3.3 喷射沉积法  18-19
    1.3.4 粉末冶金法  19-20
  1.4 SiCp/Al 复合材料二次加工的研究现状  20-25
    1.4.1 挤压  21-22
    1.4.2 轧制  22-23
    1.4.3 热变形  23-25
  1.5 本论文研究内容  25-27
2 实验方案及技术路线  27-35
  2.1 方案引言  27
  2.2 实验原料  27-30
    2.2.1 实验原材料  27-29
    2.2.2 成分设计  29-30
  2.3 复合材料制备  30-32
    2.3.1 混料  30
    2.3.2 冷压成型  30-32
    2.3.3 烧结工艺  32
    2.3.4 二次热变形  32
  2.4 组织观察  32-33
  2.5 性能测试  33-34
  2.6 技术路线  34-35
3 SiCp/Al 复合材料微观组织分析  35-45
  3.1 冷压密度对SiCp/Al 复合材料的微观组织的影响  35-37
  3.2 不同冷压密度热变形后SiCp/Al 复合材料的微观组织  37
  3.3 热变形量对SiCp/Al 复合材料微观组织的影响  37-41
  3.4 制备工艺对SiCp/Al 复合材料微观组织的影响  41-43
  3.5 本章小结  43-45
4 热变形对SiCp/Al 复合材料性能的影响  45-59
  4.1 热变形SiCp/Al 复合材料致密度的影响  45-47
    4.1.1 热变形量对SiCp/Al 复合材料致密度的影响  45
    4.1.2 烧结工艺对SiCp/Al 复合材料致密度的影响  45-47
  4.2 热变形对SiCp/Al 复合材料的力学性能的影响  47-51
    4.2.1 变形量对SiCp/Al 复合材料的力学性能的影响  47-51
    4.2.2 制备工艺对SiCp/Al 复合材料的力学性能的影响  51
  4.3 热变形对SiCp/Al 复合材料硬度的影响  51-53
    4.3.1 变形量对 SiCp/Al 复合材料硬度的影响  51-52
    4.3.2 制备工艺对 SiCp/Al 复合材料的硬度的影响  52-53
  4.4 热变形使 SiCp/Al 复合材料力学性能提高的原因  53-57
    4.4.1 SiCp 对复合材料力学性能的影响  54-56
    4.4.2 SiCp 颗粒对复合材料强度的影响  56-57
  4.5 本章小结  57-59
5 结论  59-61
参考文献  61-67
攻读硕士期间发表论文及科研成果  67-69
致谢  69-70

高性能低成本铝基复合材料制备技术研究

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