双元颗粒增强铝基复合材料的研究

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1、武汉科技大学硕士学位论文第1页摘要虽然现阶段m基复合材料性能较常规材料有一定的优势，但鉴于其制备成本一直居高不下，使得它难以从航空航天等应用领域走向民用。因此急需开发一种工艺简单，成本低廉，性能优良的新型Al基复合材料。本文采用稀土固态混合法和稀土液相包裹法制备含稀土0【．A1203脚基复合材料，研究了采用这两种不同方法加入稀土元素对伍．A1203／Al基复合材料组织性能的影响，探讨不同的稀土含量对Q．舢203／～基复合材料组织性能的影响。研究结果表明，液相包裹法制备的铝基复合材料较固态混合法制备的铝基复合材料的硬度、耐磨性能高，添加适量的稀土铈对a．舢203／砧基复合材料组织性能起到较好

2、的改善作用。随后以此为基础，着重研究了以下两个方面内容：第一，以廉价的Q．A1203和丫．砧203作为增强体，采用粉末冶金法成功的制备出a．A1203竹．舢203／JAJ基复合材料；当加入适量的Q．A1203(50％)和适量的丫-A1203(50％)时，a．灿203和丫．砧203均匀的分布在基体中，并且仅．砧203和丫．A1203很好的啮合在一起。其硬度值和耐磨性能也有很明显的提高。在此基础上建立了一种新的增强模型，即双元颗粒增强模型。第二，用稀土包裹Q．A1203颗粒，制备出改性过后的增强体。此增强体与tAl203增强体、铝基体球磨烧结后制备出一种组织性能较好的铝基复合材料。适量稀土(0

3、．5％)可在一定程度上改善a．趟203增强体与铝基体的界面结合，从而改善了双元增强铝基复合材料的组织和各方面的力学性能。关键词：高能球磨；粉末冶金；铝基复合材料；双元增强体；稀土第1I页武汉科技大学硕士学位论文AbstractThoughthepropertiesofAImatrixcompositesarebetterthanothercommonmaterials，theircostishi．gh．Itishardtobeusedinapplicationareasrangingfromaerospacetocivilindustries．Itisurgentlyneededtofab

4、ricatetheAImatrixcompositeswithlow—costandexcellentpropertiesusingsimpleprocess．Solid-mixingmethodandliquid-packingmethodtofabricatetheQ—A1203／AImatrixcompositesareusedinthisstudy．EffectsonmicrostructuresandpropertiesoftheOt-A1203／AImatrixcompositesarestudiedbytwodifferentmethodsofaddingtheRE．Thee

5、ffectofdifferentREcontentsonmicrostructuresandpropertiesofthea-A1203／Almatrixcompositesarediscussed．Theresultsindicatedthatthehardnessandthewearresistanceofparticlereinforcedaluminummatrixcompositesmadebyliquid—packingmethodarehigherthanthatmanufacturedbysolid—mixingmethod．ThecompositeswithproperR

6、ECeaddinggallimprovethemicrostructuresandpropertiesofthea-A1203／A1matrixcomposites．Basedonthisobservation，twokeyproblemsareinvestigatedfurtherinthispaper．Firstly,thelow—costa-A1203andY．A1203particulatefillersareusedasreinforcementsa-A1203"竹-A1203／AImatrixcompositesarefabricatedsuccessfullybypowder

7、metallurgy．Whenanadequateamountofthemixtureof500／m-A1203and50％r·A1203fillersareaddedintocomposites，仅-A1203and丫-A1203particlesaredistributeduniformlyinthematrixanda—A1203and7-A1203grainsareinmeshwell．Thehardnessan