液氮球磨制备纳米SiCPAl基复合材料的研究

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1、材料研究液氮球磨制备纳米SiCP/Al基复合材料的研究111122郝斌,崔华,张济山,杨滨,田晓风,樊建中(11北京科技大学新金属材料国家重点实验室,北京100083;21北京有色金属研究总院国家有色金属复合材料工程技术研究中心,北京100088)摘要:利用液氮球磨技术制备了纳米SiC颗粒增强铝基复合材料粉末,对该纳米粉末进行真空热压和热挤压,获得纳米铝基复合材料块体。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)研究了纳米SiC粉和Al2Zn2Mg2Cu粉在液氮球磨过程中形貌、组织和相组成等。结果表明,液氮

2、球磨可以使复合材料粉末达到纳米级,且纳米SiC可均匀地分布于铝合金中。关键词:纳米SiC颗粒;液氮球磨;铝基复合材料中图分类号:TB331文献标识码:A文章编号:025426051(2007)0120049204Nano2SiCp/AlMatrixCompositePreparedbyCryomilling111122HAOBin,CUIHua,ZHANGJi2shan,YANGBin,TIANXiao2feng,FANJian2zhong(11StateKeyLaboratoryforAdvancedMetals

3、andMaterials,UniversityofScienceandTechnologyBeijing,Beijing100083,China;21NationalEngineeringandTechnologyCenterforNonferrousMetalComposite,BeijingGeneralResearchInstituteforNonferrousMetals,Beijing100088,China)Abstract:NanoSiCparticlesreinforcedAlmatrixcompo

4、sitepowderswereproducedbycryomillingandthenvacuumhot2pressedintobulknanoaluminumcomposite.Thetransformationmechanismofthemorphology,microstructureandcompo2sitionoftheSiCandAl2Zn2Mg2Cuspecimensduringcryomillingwereinvestigatedbymeansofscanningelectronmicro2scop

5、e(SEM)andX2raydiffractometer(XRD).TheresultsindicatethatthecompositeisnanodimensionpreparedbycryomillingandSiCparticlescanbedistributeduniformlyinAlalloypowders.Keywords:nanoSiCparticles;cryomilling;Almatrixcomposite[1]自Niihara报道添加少量纳米颗粒到陶瓷基体提高会有更大的潜力。中会显著提高材料

6、的力学性能以来,纳米复合材料引低温球磨是一种高能球磨过程,它是在低温媒质[227]起了材料研究者的广泛兴趣。其中,近几年纳米颗(如液氮、液氩等)中,对单质元素或者合金粉末进行粒增强金属基复合材料是材料发展的一个重要的方高能低温球磨,与常温机械合金化的实质一样都是固向,具有优异的性能,特别是强度的大幅提高令人瞩态反应。在室温机械合金化过程中,粉末颗粒不断地目。颗粒增强金属基复合材料的性能与增强相的尺寸被冷焊和破碎,如果粉末是延性的,则可能导致冷焊过有很大关系,广泛使用的颗粒大都在3～30μm。研究程占主导地位,从而粉

7、末聚集成团。而低温球磨时,由[627]表明,增强相颗粒尺寸越小,则增强效果越好。因于低温下破碎过程占主导地位,使得延性组元断裂而为小颗粒不仅自身很少存在结构缺陷,而且其周围还使产物达到纳米量级。近年来,由于在液氮环境下,低[8]具有更高的热错配位错密度。但粉末越细,表面积温反应球磨制备出了具有良好热稳定性的纳米晶而被越大,表面能也越大,纳米粉就越容易以团聚的状态存关注。首先,在液氮环境下通过机械合金化的方法制在于金属基体,形成所谓的“纳米强化相的偏析区”,备出的纳米晶材料可以减少氧的污染;其次在低温环使晶粒细化不能

8、达到最佳状态,也不能够充分发挥晶境下的球磨过程可以通过减少球磨过程中的热量聚集界强化的作用。因此,纳米粉体的分散程度是提高纳而改变粉末形变动力学的机理,使粉末在不断的断裂米复合强化的技术关键。应该尽量将纳米粉体分散成和冷焊过程中朝着更容易断裂的方向发展。单颗粒状态,在基体中形成网状结构分布,对于硬度的1试验材料与方法111试验原料作者简介:郝斌(197510