超声磁场下合成铝基原位复合材料微结构及其性能研究

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1、独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果，也不包含为获得江苏大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：碡丞拂Mf≯年6月，咱学位论文版权使用授权书江苏大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊(光盘版)电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或

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3、斌指导教师赵玉连教授申请学位级别埴士专业名称挝料堂论文提交日期2Q12生垒且．论文答辩日期2Q12生Q鱼曰学位授予单位和日期江菱太堂生且答辩委员会主席评阅人2012年6月ClassifiedIndex：TB331UDC：620．18Ph．D．DissertationMircrostructureandpropertiesoftheIn·situAluminumMatrixCompositesSynthesizedunderUltrasonicFieldandElectromagneticFieldByChenDengbinMajor：Material

4、ScienceSupervisors：Prof．ZhaoYutaoJiangsuUniversityJune，2012摘要随着铝合金在航空航天、汽车、高速列车、电子等领域的广泛应用，对铝合金材的性能提出了更高的要求。材料复合化是继合金化之后的又一重要强化手段。尤其是原位内生颗粒增强铝基复合材料，由于其本身的优点已经成为复合材料领域的研究热点。如何控制原位内生增强颗粒在基体中的尺寸、形貌、分布是复合材料制备中的关键，也是目前复合材料向产业化应用的瓶颈之一。因此，通过优化原位反应体系、制备工艺来控制复合材料的组织和性能具有重要的理论意义与现实意义。论文的

5、思路基于以下三点：一、通过稀土钇的作用，细化基体合金的晶粒，提高其综合性能；二、通过优化反应体系及声磁场等手段对复合材料的组织实现控制，包括增强颗粒的尺寸、分布、形貌；三、将稀土钇与声磁耦合场协同作用，达到复合材料高强高塑性的目的。研究了稀土钇对基体合金7055A1、6070A1的影响，结果表明，稀土钇可有效细化基体合金的晶粒，且稀土的最佳添加量为0．25吼．％。当稀土加入量超过O．25吼．％时，晶粒反而粗化，且稀土化合物粗化，形貌变为长针状。对AI—K2TiF6、AI．K2ZrF6-Na28407、AI．K2TIF6．KBF4反应组元进行工艺优化，

6、并分别制备了A13Ti／6070A1、A120JAI、TtB2／7055A1复合材料。对于AI．K2TiF6反应组元，合理的工艺为先复合再添加Mg等合金元素完成合金化，且反应时间不应超过10rain，反应温度控制在730"-750℃为宜。对于A1．K2ZrF6-Na28407反应组元，反应温度为850℃，其反应机理为反应．溶解．析出。对于砧．K2ⅡF6．KBF4反应组元，合理的工艺为先加Mg再复合，反应温度为850℃，反应时间不宜超过20min。在超声场下制备了A13T'ff6070A1、A120a／Al、面B2／7055～复合材料。实验结果表明，A

7、13Ⅲ／6070A1、A120JAl复合材料，随着超声功率、作用时间的增加颗粒数量减少，认为其机理为驻波场机理及声空化机理。对于A13Ti／6070AI复合材料超声的最佳功率为1．6kW，最佳作用时间为3min，A13Ti颗粒的尺寸由原来的2～5岬细化至1pm左右，形貌变为小块状、粒状；对于～20矾蛆复合材料超声的最佳功率为0．60kW，最佳作用时间为2min，超声显著提高了复合材料～203颗粒的收得率；利用水淬法研究了超声场下混合盐法制备删7055A1复合材料的过程机制，认为反应过程可分为四个阶段，超声场在第二阶段对反应过程起到了显著的促进作用，T

8、'tB2颗粒随超声功率的增加而逐渐细化，特别是当超声功率达到1．6江苏大学博士学位论文：超声／磁场下合成铝基