felt3gtal金属间化合物网络结构增强al基复合材料研究

《felt3gtal金属间化合物网络结构增强al基复合材料研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、济南大学硕士学位论文摘要随着汽车、航空航天工业的高速发展，对铝基复合材料提出了越来越高的要求。目前，铝基复合材料的增强方式主要有颗粒、晶须、长纤维增强等几种。本文针对现有体系中的某些缺陷，查阅、分析了大量国内外相关文献，考虑到Fe3AI金属间化合物制备成本低、硬度高、具有良好的导电导热性能，特别是受Fe3Al金属间化合物特有的多键态结构带来的耐高温、抗氧化及耐腐蚀等性能的启发，首次选用Fe3A1制备三维网络结构件用以增强铝基复合材料，并获得初步成功。本文主要做出以下研究：一、采用机械合金化及退火工艺制备了Fe3AI金属间化合物粉体，对Fe3Al的形成过程和机理进行了研究，利用XRD、SEM

2、等测试手段对制备过程中Fe3Al的形成能力及粉体的形貌进行了表征。通过机械合金化工艺，能够在球磨过程中使舢元素逐渐溶于Fe中形成无序Q．Fe(AI)过饱和固溶体，通过随后的退火工艺，无序Q相通过舢原子的重排和筹界移动，逐步由有序度较低的B2结构向有序度较高的D03结构转变。二、利用有机物烧蚀法制备了Fe3灿网络结构件，探索了不同烧结工艺对材料性能的影响，研究了这种多孔网络结构的拓扑结构及力学性能特点。利用阿基米德法测试网络结构相对密度，利用气泡法测试网络结构孔径。利用SEM观察与分析了金相组织和孔状形貌特征，利用Instron5569型电子万能材料试验机测定了抗压强度。实验结果表明，室温至

3、800℃的烧结过程在流动的高纯氩气氛围中进行有助于有机物在该阶段的充分挥发。升温速度为材料烧结过程中保持尺寸稳定的主要因素，升温速度为1℃／min时材料保持良好的尺寸稳定性。800℃以上为真空烧结过程，升温速度为4。C／rain，1380℃保温90min后随炉冷却后得到了组织及力学性能最优试样。网络结构件的抗压强度随着孔隙率的下降逐渐增加，孔隙率为80％的Fe3Al网络结构件的抗压强度可达1．63MPa，而孔隙率为94．3％时，抗压强度仅为0．1MPa。三、采用真空负压浸渗技术制备了Fe3Al网络结构增强铝基复合材料。考察了不同的负压条件、预制件预热温度及浸渗温度对浸渗质量的影响。通过试验

4、证明，提高熔炼温度和预制体的预热温度有利于铝熔液与Fe3Al的润湿，铝熔液熔炼温度为1000℃，预制体预热温度为1000"(2的条件下，负压浸渗获得了最佳的浸渗效果，铝基体与VFe，Al会属问化合物网络结构增强Al幕复合材料研究预制体界面结合良好。对Fe3AI／AI复合材料试样进行了组织及力学性能分析。研究了材料界面区的微观结构及拓扑形貌，界面相组成，界面区合金元素的分布。网络结构增强体的体积分数明显影响弯曲强度和断裂韧性，当增强相体积分数为9％时，复合材料的最大高的弯曲强度达至U258Mpa，断裂韧性为12．6MPam忱。当增强体体积分数大于9％时，随着增强体体积分数的增加，复合材料的弯

5、曲强度和断裂韧性急剧下降。另外，研究了复合材料摩擦磨损行为，建立了网络结构增强复合材料的摩擦磨损模型。指出该模型不同于Khruschov模型和Zum．Gahr模型，其关系不遵循线性规则。该模型与复合材料的磨损试验数据相拟合，能够较好地反映网络结构增强复合材料的磨损性能。关键词：Fe3Al金属间化合物；网络结构；有机泡沫浸渍烧结工艺；负压浸渗工艺；摩擦磨损VI济南大学硕士学位论文ABSTRACTW油therapiddevelopmentofautomobileandnavigationindustry，thereisanincreasinglyhi曲standardforaluminiurn

6、matrixcomposites．Thewaytoreinforcealuminiummatrixcompositesismainlyparticalreinforcement，whiskerreinforcement,longfiberreinforcement，etc．Inordertoovercomethedefectsofthetraditionalmaterials，weconsultedandanalyzedbotlldomesticandoverseascorrelativeliterature．DuetoFe3AIstructure，ithasmanyadvantage，s

7、uchashightemperatureresitance，anti-oxidationandcorrosionresistance．Moreover,Fe3AIisproducedatlowercostandhavemuchlowerdensityandbetterthermalconductivity．Therefore，wechooseFe3AInetworktoreinforcealuminiummatrixco