颗粒增强铝基复合材料熔体粘滞性研究

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1、济南大学硕士学位论文摘要颗粒增强复合材料熔体的粘度可以反映复合材料熔体的流变特性、颗粒在铝熔体中的弥散沉降情况和复合材料熔体在铸造过程中的流动性和充型能力。研究复合材料的粘度变化，可以为复合材料的生产中抑制增强颗粒的团聚，获得细小均匀分布的TiB2颗粒增强相和控制颗粒沉降提供理论支持。实验采用K2TiF6盐和KBF4盐在铝基体中进行原位熔盐法制备含TiB2的铝基复合材料，分析了试样的形貌组织差异。电镜和XRD分析表明，以原位反应法制得的TiB：颗粒增强铝基复合材料中的陶瓷颗粒尺寸为亚微米级，弥散的分布于基体金属中。采用高温熔体物性测试仪研究了铝基复合材料熔体中表观粘度随温度变化的规律和不

2、同剪切速率下复合材料的表观粘度的变化特征。实验对铝基复合材料熔体在680℃．830℃范围内进行粘度测试，并与测得的纯铝的粘度数据进行对比。研究表明，温度不变时，复合材料的表观粘度随剪切速率的增大而升高。在一定温度范围(680"(2．740。C和740"C．790"C)内，复合材料粘度随温度的升高而降低，并且在740℃时熔体出现不连续变化，熔体粘度突然增大。对复合材料熔体的剪切应力一剪切速率关系和温度．扭矩的关系进行了研究。复合材料熔体剪切应力．剪切速率关系以740。C为分界点分为两种趋势，当温度高于740*(3时，熔体的剪切应力随剪切速率的增大而明显增大，这一趋势在颗粒含量为3％时最为明

3、显，而颗粒含量为7％时，熔体的粘度波动的温度点两侧剪切应力一剪切速率关系变化不大，说明颗粒含量越低，熔体内部的不均匀变化越明显。复合材料熔体的扭矩的变化趋势整体是随温度的上升而下降的，但在740。C左右扭矩会有波动，然后恢复原来的趋势。随着陶瓷颗粒含量的增加，这种波动的幅度有增大的趋势。研究了陶瓷颗粒含量较低情况下复合材料熔体粘度的变化规律。研究表明，陶瓷颗粒的加入使复合材料熔体相比于纯铝熔体的粘度值有较大提高，720℃时颗粒含量O．3％的复合材料熔体的粘度相比于纯铝熔体粘度增大了103．1％。通过测定熔体粘度随颗粒含量的变化趋势可以推断，熔体中陶瓷颗粒之间的相互作用对粘度的影响要小于单

4、个颗粒对熔体粘度的作用影响。V颗粒增强铝基复合材料熔体粘滞件研究关键词：粘度；铝基复合材料；熔体；TiB2；流变性能VI济南大学硕士学位论文ABSTRACTTherheologicalbehaviorofthemeltofparticlereinforcedcomposite，thedepositandthedistributionoftheparticleinthemeltandboththefluidityandthefillingabilityofthemeltallCallbereflectedintheviscosityofthemelt．Itisessentialforthe

5、researchoftheviscosityofmelttothestudyofpreventingthereuniteanddepositoftheparticleandkeeptheparticleuniformityinthecomposite．Thein—situTiB2reinforcedaluminummatrixcompositewasfabricatedbyusingK2TiF6andKBF4，andthemicrostructureofthespecimenwasanalysedbySEMandDSC．Theresultsshowthatthedistributiono

6、fparticleinthecompositeWasuniform，andthesizeofparticleWasinasub-micronlevel．TherelationshipbetweentheviscosityofthealuminummatrixcompositemeltandtemperatureandthedifferentshearrateinthetrendofapparentviscosityhavebeenstudiedbyinstrumentformeasuringmeltphysicalpropeIrtiesathi曲temperature．Theviscos

7、ityofcompositemeltwastestedindifferentconditionandcomparedtothedataofthepurealuminum．Theresultsshowthatapparentviscosityofcompositesincreaseswitllshearrateincreasing，andtheviscosityofthealuminummatrixcompositereduceast