碳化硅颗粒增强铝基复合材料大气腐蚀行为研究

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1、摘要本文采用预制模加无压渗透法制备了不同基体成份、不同增强体颗粒尺寸、不同增强体体积分数及不同热处理制度的SiCp/Al复合材料，并采用户外暴露、盐雾、周浸、湿热交变等实验方法，对SiCp/Al复合材料耐大气腐蚀性能进行研究。利用OM、XRD、SEM、EDS及FTIR等多种实验设备探讨了SiCp/Al复合材料耐腐蚀特性随SiC颗粒的大小、体积分数、基体成分及热处理状态的变化规律，并在此基础上，初步评定了室外暴露实验与室内加速实验的相关性。根据实验研究结果得到如下结论：1）随着Mg的加入，不论在纯铝基及ZL101基中，复合材料的耐腐蚀性均有提高，但在ZL101基中提升幅度更加明显；2）对于增强

2、体颗粒而言，在同等体积分数下，增强体颗粒大小对材料耐腐蚀性能的影响存在一个临界值，100#颗粒增强材料的耐腐蚀性比70#、150#、180#颗粒增强材料的耐腐蚀性均差；在相同尺寸颗粒增强状态下，体积分数越高，材料的耐腐蚀性越差；3）热处理制度对材料的耐腐蚀性也有较大影响，535℃固溶+190℃x2h时效材料具有最好的耐腐蚀性，535℃固溶材料的耐腐蚀性次之，300℃退火状态下材料的耐腐蚀性最差；4）该复合材料在室内加速腐蚀实验及室外暴露腐蚀实验中，均以点蚀为主，但三种加速腐蚀状态下的腐蚀产物有所不同，连续盐雾实验产物以黄锈形式存在，较薄，黏附于材料表面，与室外暴露实验不存在可比性；对于周期浸

3、润、湿热交变腐蚀实验，产物均以球粒状形式存在，其主要成分为氧化铝及铝的硫酸盐水合物，与室外暴露实验腐蚀产物大致相同；5）在三种室内加速腐蚀实验中，周期浸润腐蚀实验具有较好的相关性及加速性，周期浸润室内加速腐蚀60小时即与室外暴露9个月的腐蚀情况大致相当，能够较好的模拟该种材料在室外环境的腐蚀状况。关键词：SiCp/Al复合材料；大气腐蚀；室内加速实验；户外暴露实验；相关性；IIIABSTRACTTheSiCp/Alcompositeswithdifferentchemicalcompositionbasematerial,sizeandvolumefractionofintensifierp

4、article,heattreatment,wasfabricatedbypressurelessinfiltrationcombinewithperformtechnology.TheatmosphericcorrosionresistancepropertyofSiCp/Alcompositeswasresearchedbyoutdoor-exposureandindoor-acceleratedcorrosiontest,includedsalt-fogtest,alternateimmersiontest,moistureandtemperaturealternativetest.T

5、hechemicalcomposition,microstructureandinterfacecharacteristicofcorrosionproductsontheSiCp/AlcompositessurfacewereobservedandanalyzedbyOM、XRD、SEM、EDSandFTIRtechnology.Theeffectofbasematerialchemicalcomposition,SiCparticlesizeandvolumefraction,heattreatmentoncorrosionresistancepropertyofSiCp/Alcompo

6、siteswasalsodiscussed.Finallythecorrelativitybetweenoutdoor-exposureandindoor-acceleratedcorrosiontestwasanalyzed.Theresultsshowthat:1)ThecorrosionresistanceofSiCp/Alcompositesimprovedwiththeadditionofmagnesiumelement,andtheinfluenceofmagnesiumonSiCp/AlcompositeswithZL101alloybasematerialwasgreater

7、thanwithpurealuminiumbasematerial.2)TheeffectofSiCparticlesonthecorrosionresistanceofSiCp/Alcompositeswererelatedtoitssizeandvolumefraction.WiththesameSiCvolumefraction,theinfluenceofthesizeofSiCparticlesex