碳化硅颗粒增强铝基复合材料的制备方法及其应用现状

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1、2013中国铸造活动周论文集碳化硅颗粒增强铝基复合材料的制备方法及其应用现状1阮明,冯志军，苏鑫,占亮，李宇飞（沈阳铸造研究所，辽宁沈阳110022）摘要：本文总结了碳化硅颗粒增强铝基复合材料的主要制备方法，比较了这些制备方法的优缺点。同时阐述了碳化硅颗粒增强铝基复合材料的国内外应用现状，介绍了碳化硅颗粒增强铝基复合材料液态成形制备技术存在的问题及解决措施，对其在未来的发展趋势进行了展望。关键词：碳化硅颗粒；铝基复合材料；制备方法PreparationMethodsofSiCParticleReinforcedAluminumM

2、atrixCompositesanditsApplicationsStatusRUANMing,FENGZhi-jun,SUXin，ZHANLiang，LIYu-fei(ShenYangResearchInstituteofFoundry,Shenyang110022,Liaoning)Abstract:ThispapersummarizesmainpreparationmethodsofSiCparticlereinforcedaluminummatrixcomposites,comparesadvantagesanddisa

3、dvantagesofthesemethods.Atthesametime,theapplicationstatusofSiCparticlereinforcedaluminummatrixcompositesindomesticandinternationaliselaborated,problemsandsolutionsofSiCparticlereinforcedaluminummatrixcompositeswhicharepreparedbyliquidformingareintroduced,anditsdevel

4、opmentprospectinthefuturearediscussed.Keywords:SiCparticles；aluminummatrixcomposites；preparationmethods1前言随着现代科学技术的迅速发展，除了要求材料具有良好的综合性能，还要求某些特殊性能。单一金属、陶瓷等工程材料难以满足这些要求，而金属基复合材料便随之发展起来，满足了特定的需求。其中碳化硅颗粒增强铝基复合材料作为金属基复合材料的一种，具有低密度、低膨胀、高导热、高弹性模量、高硬度、高刚度并且具有各向同性等优异性能。随着我国科学

5、技术的不断进步，碳化硅颗粒增强铝基复合材料将在高速列车、航空航天、军工等高端装备制造领域有着很大的需求。虽然碳化硅颗粒增强铝基复合材料具有如此多的优越性能和广泛的应用，但是制备碳化硅颗粒增强铝基复合材料的工艺仍然不是很成熟，在国内还没有一个比较成本低、成熟、稳定的制备工艺。所以很有必要对碳化硅颗粒增强铝基复合材料进行更多、更深入的研究，以追赶国外先进的技术水平。表1列举了一些碳化硅颗粒增强铝基复合复合材料的力学性能。作者简介：阮明，E-mail：chruanming@163.com。12013中国铸造活动周论文集[1-4]表1碳

6、化硅颗粒增强铝基复合复合材料的力学性能复合体系增强体含量/%拉伸强度/MPa弹性模量/GPa伸长率/%SiCp/2009Al205721095.3SiCp/2124Al205521037.015450977.5204961035.5SiCp/6061Al404411250.7SiCp/7090Al207241032.5SiCp/7091Al15689975.0SiCp/2009Al205721095.320350980.5SiCp/A356Al30352970.7SiCp/A359Al303821250.42碳化硅颗粒增强铝基复

7、合材料的制备方法碳化硅颗粒增强铝基复合材料的制备方法对材料的性能影响很大，其成本也取决于材料的制造工艺，因此研究和发展有效的制造工艺一直是铝基复合材料的重要研究内容。目前,碳化硅颗粒增强铝基复合材料的制备方法主要有：粉末冶金法、喷射沉积法、浸渗法、搅拌铸造法、高能球磨法。2.1粉末冶金法粉末冶金法是先将碳化硅颗粒和铝合金粉用机械手段混合均匀制成坯料，再将坯料装入金属或非金属的模具中经冷等静压、除气，然后加热到固液两相区进行真空热压制成复合材料锭块，再通[5]过挤压、轧制等二次加工而成。粉末冶金法的优点在于碳化硅粉末和铝合金粉末可

8、以按任何比例混合，而且配比控制准确、方便。粉末冶金法工艺成熟，成型温度较低，基本上不存在界面反应、质量稳定，增强体体积分数可较高。缺点是设备成本高，颗粒不容易均匀混合，容易出现较多孔隙，所制零件的结构、形状和尺寸都受到一定的限制，技术工艺程序复杂，制备周期长，降