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时间:2019-02-28
《无压浸渗法制备sical复合材料强度和耐磨性的研究》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、摘要采用添加造孔剂(淀粉)工艺制备了SiC预制体,用无压浸渗法制备了SiC/A1复合材料。分析了影响SiC预制体气孔率的几个因素:颗粒尺寸、造孔剂含量和颗粒级配等,系统的研究了这些因素对复合材料抗弯强度的影响规律,同时对SiC/AI复合材料的摩擦磨损行为进行了初步探索。结合组织分析、断面和磨面SEM观察,讨论了SiC/A1复合材料的断裂机理和磨损机制。研究表明,适当的压力是制备性能良好、组织均匀SiC预制体的基础,造孔剂含量和颗粒级配是影响碳化硅预制体气孔率的两个主要因素。随着造孔剂含量的增加,预制体气孔率
2、升高。颗粒级配是降低预制体气孔率,制备高体积分数SiC预制体非常有效的方法。通过颗粒级配也可以降低复合材料的气孔率.研究同时表明,一定的浸渗温度,是实现无压浸渗法制备SiC/AI复合材料的前提,恰当的保温时间是制备力学性能良好复合材料的基础.‘SiC颗粒的分布、大小、体积分数和气孔率是影响sic,Al复合材料抗弯强度的主要因素。随着颗粒尺寸的减小,细小颗粒在基体弥散分布,阻碍了位错的运动,强化了Al基体;同时,随SiC颗粒尺寸的减小,颗粒之间的间隙减少。位错绕过第二相粒子所需的临界切应力越大,因此复合材料的
3、抗弯强度越高.随Al相体积分数的增加,SiC颗粒的搭接现象减少,有效的增加了承载面积,故随砧相体积分数的增加复合材料的抗弯强度增大。颗粒级配可提高大颗粒复合材料的抗弯强度,原因在于大颗粒所受的粘滞阻力小,而小颗粒所受的毛细压力大,大小颗粒级配使浸渗变得更加容易,复合材料的致密度增加。SiC/A1复合材料的断裂特征既有脆性断裂又有韧性断裂,二者比例与材料组织特征有关。摩擦磨损研究表明,高强度siC在摩擦磨损过程中对舢基体起到了良好的保护作用,大颗粒在摩擦磨损过程中不易被切削掉,又可以抑止压表层裂纹的扩展,因此
4、随SiC颗粒尺寸的增大,Si叭l复合材料体积磨损率减小.通过颗粒级配改善了SiC/AI复合材料的干摩擦磨损性能。粗细颗粒间有相互强化作用.粗细颗粒级配有利于光滑摩擦表面的获得与稳定.同时,可提高复合材料对断裂磨损的抗力。随着SiC体积分数的增加,复合材料有效承载面积增加,磨损率降低。对磨损面形貌分析表明,复合材料的磨损机制是对偶件材料的转移和磨粒磨损引起的犁沟。关键词:SiC,Al复合材料,无压浸渗,抗弯强度,摩擦磨损,预制体.长安大学硕士学位论文ASTUDYoNTHEBENDINGSTRENGTHANDW
5、EARRESISTANCEOFSIC/ALCOMPOSITIESBYPRESSURELESSINFILTRATIONABSTRACTSiCpreformswerefabricatedbyaddingpore-formingmaterials(starch).Andusingpressurelessinfiltrationtechnique,SiC/AIcompositesweremade.Theinfluenceofseveralfactors,suchassizeofparticles,contentso
6、fstarchandgradeofparticles,011theporosityofpreformswasinvestigated.Theeffectsofthesefactorsonthebendingstrengthalealsosystematicallystudied.AndthebehavioroffrictionandwearofSiC/AIcompositesispreliminarilyinvestigated.Furthermore,bytheanalysesofmicrostructu
7、res,thefiactureandwornsurfaces,themechanismoffractureandwearofSiC/AIcompositesarcdiscussed.,Theresultshaveshownthatasuitablepressureiselementaryoffabrica矗ngthepreformswithahomogenousmicrostractureandgoodprope啊.Contentofpore—formingmaterialsandparticlesmatc
8、hing撇twomajorfactors,influencingOntheporosityofSiCpreforms.Theporosityofpreformsincreasedwiththeincreaseofstarchcontents.ParticlematchingisalleffectivewaytOreduceporosity,andobtainthepreformswithhighvolumefra
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