tic＋tib2协同增强al-cu原位复合材料

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1、TiC＋TiB2协同增强Al-Cu原位复合材料第l5卷第4期2007年8月材料科学与工艺MATERIALSSCIENCE&TECHNOLOGYV01.15Nn4Aug.,2007TiC+TiB2协同增强Al—Cu原位复合材料韩延峰,刘相法,李克,王俊,孙宝德(1.上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室,上海200030,E.mail:bdsun@sjtu.edu.cn;2.山东大学材料液态结构及其遗传性教育部重点实验室,山东济南250061)摘要:为利用TiC和TiB的协同增强作用,采用基于熔体接触反应法和混合盐反应法的新工艺"两步法"制

2、备了(TiC+TiB)/AI一2Cu原位复合材料.利用扫描电子显微镜及差武扫描量热计对热处理前后的原位复合材料进行了组织及热分析,结果表明:组织中两相粒子的分布比单相粒子增强的情况更加均匀,而且1r4处理实现了两相粒子真正意义上的均匀相间分布;相对于单一的AI一2Cu合金,(TiC+TiB)/AI一2Cu的熔化开始温度和凝固开始温度升高,熔化潜热和凝固潜热增大,体系稳定性从而得以提高,T4处理进一步增大了这一趋势.关键词:原位合成;MMCs;TiC;TiB;协同增强中图分类号:TG146.2文献标识码:A文章编号:1005—0299(2007)04

3、—0487—05InsituTiCandTiB2cooperativelyreinforcedAI—CucompositesHANYan.feng,LIUXiang.fa,LIKe,WANGJun,SUNBao.de(1.StateKeyLaboratoryofMetalMatrixComposites,ShanghaiJiaoTongUniversity,Shanghai200030,China,E-mail:bdsun@sjtu.edu.cn;2.KeyLaboratoryofLiquidStructureandHeredityofMateri

4、als,MinistryofEducation,ShandongUniversity,Ji'nan250061,China)Abstract:(TiC+TiB2)/A1—2Cucompositeshavebeenpreparedbyanewtechnology,"two-stepmethod",basedonMCRandLSMmethods.ThedistributionofTiCandTiB2particlesismorehomogeneousthanthatofsingleparticulatereinforcedcomposites,andt

5、herealhomogeneousinter-phasedistributionofTiCandTiB2particlesinA1—2CumatrixisrealizedbyT4heattreatment.Themelting-starttemperature.solidifying-starttemperature,meltinglatentheatandsolidifyinglatentheatof(TiC+TiB2)/A1—2CuareenlargedcomparedwithA1—2Cu,whichimpliesthesystemstabil

6、ityisincreased,andT4heattreatmentfurtherincreasesthistendency.Keywords:insitufabrication;MMCs;TiC;TiB2;cooperativereinforcement金属基复合材料(MMCs)具有高比强度,高比模量,耐磨及耐高温等优良性能,在航空,航天和汽车制造等行业具有广阔的应用前景,自上世纪80年代以来,在全世界范围内对MMCs的研究一直是方兴未艾,铝基复合材料的研究是其中的热点之一【lJ.在铝合金基体中原位生成单一粒子后,复合材料的一系列性能比基体性能有了

7、较大幅度地提高.由于基体和不同种类的增强相粒收稿日期:2004一ll—l5.作者简介:韩延峰(1979一),男,博士研究生;刘相法(1961一),男,教授,博士生导师;孙宝德(1963一),男,教授,博士生导师.子热膨胀系数的差别,在粒子周围会产生不同程度的变形区.如果原位生成的各种粒子能很好地分布在基体中,这些不同程度的变形区就会在基体中交替分布,这样更有利于载荷在基体中的分担承受.对于TiC及TiB粒子增强铝基复合材料,TiC粒子易在整个基体中均匀分布J,TiB粒子在无TiA1协同作用的情况下则倾向被仅一A1推至凝固前沿J,利用两种粒子复合增强

8、就可以充分发挥两者在基体中的不同占位来协同增强基体.而且在铝合金熔体中同时原位生成TiC和TiB两种粒子,从工艺方面看,还