多增强相增强原位铝基复合材料研究

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1、多增强相增强原位铝基复合材料研究戮：毯易修指导教师签字：劫X移／纱摘要原位合成技术是一种新型的材料制备技术。与外加增强体的复合材料相比，原位复合材料以其优异的综合力学性能而受到广泛关注。本文采用高温固一液反应法，以KBF4、K2TiF6和K2ZrF6粉剂为原料制备了(TiB2+A13Ti+ZrB2+A13Zr)／ZLl01原位复合材料，并对原位复合材料的增强相选择、增强相形成热力学、增强相与基体材料的晶体学关系及强化机制等进行了深入研究。采用透射电镜对原位复合材料中增强相形貌、结构和分布进行了研究，测试了原位复合材料的力学性能，并借助金相显微镜、扫

2、描电镜、透射电镜等测试方法对显微组织进行表征，并对原位复合材料的拉伸断裂形貌及其机理进行了分析。结果表明，通过三水平四因素正交实验制备(TiB2州3Ti+ZrB2州3Zr)]ZLl01原位复合材料在熔炼温度为1000℃时的最佳成分配比为：Ti的含量1．8％，Zr含量1．O％，B含量O．2％。原位复合材料经过热处理后，抗拉强度为357．6MPa，延伸率为4．3％，硬度为117HB，分别较ZLl01基体材料提高了36．5％、4．9％、19．4％。金相显微组织分析表明：(Ti82+A13Ti+ZrB2+A13Zr)／ZLl01原位复合材料的a-A1枝晶晶

3、粒尺寸较ZLl01有十分明显细化，原位复合材料的共晶硅尺寸也较基体中细小得多。经过热处理后，复合材料中的共晶硅完全粒化，尺寸仅为5岬左右，而基体ZLl01的共晶硅仅有部分粒化且尺寸在151．tm左右。透射电子显微分析表明：TiB2、ZrB2呈颗粒状，尺寸大约在0．1岬，A13Ti、A13Zr呈长棒状，尺寸大约在O．2．0．41xm，增强相整体分布较为均匀，且与基体的界面光滑洁净，没有其他反应物生成，对基体具有显著的晶粒细化效果。原位动态拉伸结果表明：裂纹主要在共晶si、断裂颗粒和内部原始缺陷处形核，整个裂纹的生长过程是在主裂纹前端应力集中区内多个微

4、裂纹形核、长大，相互连结，然后汇集到和主应力垂直方向上，形成宏观裂纹。(TiB2+A13Ti+ZrB2+A13Zr)／ZLl01原位复合材料主要强化机制为细晶强化、固溶强化、弥散强化和混合强化。关键词：原位复合材料；增强相；正交实验；力学性能；显微组织：强化机制TheStudyof(TiB2+A13Ti+ZrB2+A13Zr)／ZLl01in·-SituCompositeDiscipline：MaterialsPhysicsandChemistryStudentSignature：肛群ksupervisorSignatu代：咖弘胁Abstracts

5、ynthetictechnologyofin-situcompositesisthatakindofnewtypematerialpreparingtechnology．In—situcompositeshaveexcellentmechanicalpropertiescomparing、Ⅳiththecompositesinwhichthereinforcingphaseisaddedbyoutside．Inthispaper,In-situcompositesof(TiB2+A13Ti+ZrB2+A13Zr)／ZL101wereprepared

6、bysolid—liquidreactionmethodbyusingKBF4，K2TiF6andK2ZrF6powder．Theselectionandformationthermodynamicsofreinforcingphase，therelationshipbetweenmatrixandreinforcingphaseandreinforcingmechanismhavebeenstudiedcarefully．Themicrostructures，phaseconfigurationsandthedistributionofthere

7、inforcedphaseof(TiB2+A13Ti+ZrB2+A13Zr)／ZL101in-situcompositehavebeenstudiedbymeansofanalysisofTEMmethod．nemechanicalpropertiesofthecompositehavealsobeentested．Themorphologyofmicrostructurehasbeencharacterizedbyusingmetallographicmicroscope，scanningelectronmicroscope，transmissi

8、onelectronmicroscope．tensilefracturemorphologyandmechanismof(