硼酸镁晶须增强镁基复合材料在热循环下的力学行为研究

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1、硕士学位论文摘要本文采用无粘结剂湿压成型技术成功制备了硼酸镁晶须预制块，并在此基础上用真空气压渗流法制备了M928205w／AZ91D镁基复合材料。利用TEM、XRD、热膨胀仪、热模拟试验机等现代分析手段，研究了复合材料的界面、尺寸稳定性、热循环下的力学性能以及疲劳裂纹等。研究结果表明，用此方法制备的复合材料，晶须分布比较均匀，内部组织比较致密，且复合材料界面处没有界面反应物的存在。不同热处理态下的M928205w／AZ91D镁基复合材料在30℃～400℃间热循环过程中均有锯齿化现象发生，热处理能有效地降低材料的锯齿化现象，且不同的热处理机制对材料

2、的锯齿化的影响不同，铸态的复合材料锯齿化现象最严重，退火态次之，时效态的锯齿化现象很小，淬火态的复合材料没有看到明显的锯齿化现象。热循环条件下复合材料的力学性能都会有所下降，且随着热循环次数的增加，力学性能下降的越来越明显。通过SEM对断口的观察，发现热循环后晶须与基体的界面被破坏，甚至是脱粘，使得复合材料的力学性能下降，且随着热循环次数的增加断口处晶须的脱落现象越来越严重，揭示了力学性能下降的原因。在30℃～350℃热循环条件下，M928205晶须与AZ91D的平均热膨胀系数相差较大，造成的热应变足以引起材料累积塑性应变损伤，创造了裂纹起始的条件

3、。裂纹扩展过程中，热疲劳裂纹与增强体晶须有明显的交互作用；裂纹的扩展受温度改变幅度△T、晶须的分布和界面结合强度等因素的影响。关键词：晶须；镁基复合材料：热循环；尺寸稳定性；热疲劳裂纹；硼酸镁晶须增强镁基复合材料在热循环下的力学行为研究AbstractInthispaper，M928205w／AZ9lDmagnesiummatrixcompositeswerepreparedbythebasicvacuumpressureonseepage，basedonpreparationofmagnesiumboratewhiskerunderbinder．

4、freewet—pressuremoldingtechnology．Theinterfaceofcompositematerials，dimensionstability，themechanicalpropeniesunderthethermalcirculation，fatiguecrackandsoonwerestudiedbymeansofTEM，XRD，thermalexpansiondevice，thermalsimulationtestingmachineandothermodernanalyticaltools．Theresultss

5、howthatcompositespreparedinthisway，whichwhiskerwasmoreevenlydistributed，theinternalmicrostmcturewasrelatiVelydense，andtheinterfacereactionofcompositematerialswasnotfound．M928205w／AZ91Dmagnesiummatrixcompositesondia’erentheattreatmenttakeplacethesawtoothphenomenonatthetemperatu

6、rebetween3O℃and400℃intheheatcycle，heattreatmentcanef传ctivelyreducethesawtoothphenomenonofmaterials．andtheeffectofdif．f．erentheattreatmentonmaterialssawtoothisdiffcrent，sawtoothphenomenonismoreseriousinas—castcondition，followedbyannealingcondition，itissmallinagingconditionwhile

7、itisnotobViouslyseeninquenchedcompositematerials．Inthermalcycleconditions，mechanicalpropertiesofthecompositeswilldecrease．andw“htheincreaseinthenumberofthermalcycle，mechanicalpropertiesdeclinemoreandmoreobviously．Throu曲SEMobservationsoffracture，theinterfacebetweenwhiskerandmat

8、rixisdamaged，orevendebondingafterthermalcyclewhichmakesthemec