al-w复合材料及其密度梯度材料制备的研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文摘要波阻抗梯度材料是波阻抗值沿厚度方向里梯度变化的新型功能梯度材料，对靶具有准等熵蘧缩特憔，在动高压领域具有广泛的应用背景。本文选择越一W作为研究体系，采用真空热压烧结的方法制备出A1．W复合材料及其密度梯度材料。系统研究了A1．W复合材料的低温致密化及其致密化机理，详细测试了Al—W复合材料的声学、力学性能。并对A1．W密度梯度材料的结构进行了表征。A1．W复合材料的XRD结果表骧，当烧结温度低于550oe时，魁．W复合材料中仅存在Al、W两种物相，未发现其他物相；烧结温度超过560oc时，复合材料存在Al、W以及金属间化合物A15W、

2、砧12W。随着烧绐温度和烧结压力的舞离，触．W复合材料的致密度明显提高。在550℃．300MPa-120min的烧结制度下，含0--．92wt．％W的A1．w复合材料均可烧结致密，其致密度均超过98。5％。分析认为，A1．W复合材料的低温致密化主要是依靠A1的烧结实现。烧结前期主要是Al、w颗粒间的相对滑动、Al颗粒的破碎和塑性变形，此过程速度很快。烧结中期，Al发生塑性变形与塑性流动，填充了颗粒闾的孔隙，致密度大幅提高。烧结后期，烈元素向W晶格中微量扩散，此过程比较缓慢，致密度略有提高。含0-．92wt．％W的A1．．W复合材料的体积声速变纯范围为3．34--

3、5．28km·妒1，波阻抗值的变化范围为14。1303。97x106蛞·m-2．s-l，变化趋势与理论预测结果相符。随着W含量的增加，AI-W复合材料的显微硬度从45GPa增加到110GPa，抗弯强度从265MPa增加到530MPa。在工艺条件550℃．300MPa-120min下，热燕烧结制备出了含七层过渡层的舢．W密度梯度材料。灿．W密度梯度材料整体致密，每层Al、W颗粒分布均匀，过渡层界面清晰，平行度好。砧和W含量呈明显的梯度分布。过渡层密度、厚度测量值与p∞一2．702+0．661x2的设计结果相符。趟州密度梯度材料密度范围为2．7∞8．65g．cmo，

4、波阻抗值范围为14。13砣9。78x106砖·m-2．s-1。关键词：A1．W，烧结致密化，密度梯度材料，波阻抗武汉理工大学硕士学位论文AbstractFlier-plateswith野adedwaveimpedancecanberegarded勰anewkindoffunctionallygradedmaterials(FGMs),whichcreatequasi-isentropicloadingtotargetmaterials，andhavecometoshowgreatpotentialfortheapplicationindynamichigh-pr

5、essuretechnology．Inthepresentdissertation,A1一WsystemwasselectedtoprepareA1-WcompositesanditsFGMswimgradeddensitybyVacuumHot—PressingSinteringmethod(VHPS)．ThedensificationanditsmechanismsofAl-Wcompositesweremainlyinvestigated。TheacousticperformanceandmechanicalpropertiesofAl—Wcomposit

6、eswerestudiedindetail．Atlast，thestructuresofA1一WFGMswithgradeddensityWerecharacterized．XRDresultsofAl—Wcompositesshowedthat，onlyA1andWphasesexistedintheA1一Wcompositessinteredbdow550oCandnootherphaseWasdetected．VVhenthesinteringtemperatureWashigherthan5600(3，thephaSesinA1一Wcompositesw

7、ereA1，Wandtll出intermetalliccompounds，namelyA15WandAll2W．Withtheincreaseofsinteringtemperatureandpressure，therelativedensitiesofA1一Wcompositesincreasedsignificantly．DenseA1-WcompositeswiⅡltherelativedensityofmorethan98．5％couldbeobtained，atthesinteringconditionof550oC一300MPa-120min．Al—

8、Wcompositesc