微纳米颗粒增强铝基复合材料的制备及性能研究

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1、工898‘63AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMaster1’‘‘‘‘onPreparationandPropertiesofMicro／Nanolnvestigationont'reparat

2、onant'roperUesMicro／NanoParticlesReinforcedAluminiumMetalMatrixCompositeByKaiLiSupervisor：Professor：RuiZhang，ResearchFellow：Qin

3、gwenLiMaterialsScienceSchoolofMaterialsScienceandEngineeringApril10，2010]原创性声明㈣㈣㈣Ⅲ㈣Y1834,111,7IIIIl5rrll。9ll’ll’本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。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。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：劣加日期：山厂年乙月／口

4、日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：丢。们日期：抄加年幺月加日摘要颗粒增强

5、铝基复合材料兼有铝合金和增强颗粒的优点，具有高的比强度和比模量、良好的导热和导电性以及优良的耐磨性等性能，在航天航空、汽车、电子、先进武器系统中均具有广阔的应用前景。颗粒的粒度和种类对颗粒增强铝基复合材料的性能具有重要的影响，多尺度、多种类的颗粒增强铝基复合材料较单一尺度、单一物相颗粒增强的铝基复合材料性能更加优良、均衡。本文采用液相包裹的方法对微米级的SiC颗粒进行表面预处理，在其表面均匀地包裹上纳米级的CuO颗粒。利用X．射线衍射仪、差示扫描量热仪、扫描电子显微镜、Zeta电位仪等对SiC／CuO复合粉体的成分

6、与结构进行表征；利用搅拌铸造一原位反应的方法，制备SiC／A1203一微／纳米颗粒增强铝基复合材料，通过对复合材料力学性能(抗弯强度、布氏硬度)、摩擦磨损性能(摩擦系数、磨损量)以及显微结构的表征，研究制备工艺参数对复合材料组织结构与性能的影响；最后，对制各的微／纳米颗粒增强铝基复合材料进行了T6热处理，研究热处理工艺对复合材料性能的影响，确定最佳的热处理工艺。研究结果表明：利用液相包裹法，可以在经过高温氧化处理的SiC颗粒表面均匀的包裹上一层平均粒度约为50nnl的CuO颗粒，包裹效果受反应体系温度和SiC表面状

7、态的影响。对SiC／CuO复合粉体进行热分析发现：复合粉体与～在800℃即开始发生铝热反应，到815℃时反应剧烈进行；利用搅拌铸造一原位反应的方法可以制备出SiC／A1203．微／纳米颗粒增强的铝基复合材料，材料性能分析表明：复合粉体含量4wt．％、反应温度825℃、反应时间20min时获得的复合材料的性能最佳，抗弯强度、布氏硬度分别达到486MPa和164．8HB，摩擦系数降低25％，磨损量由1．62mg降低到0．05mg：SiC／A1203-微／纳米颗粒增强铝基复合材料的强化是由位错强化、细晶强化和Orowan

8、弥散强化三种机制共同作用，磨损则是氧化磨损、剥层磨损和磨粒磨损循环进行；SiC．A1203微／纳米颗粒增强铝基复合材料具有明显的热处理强化效果，最佳的T6热处理工艺为：固溶温度515℃，固溶时间5h，时效温度165℃，时效时间6h；在该条件下，获得的复合材料的抗弯强度：584MPa，布氏硬度：181HB，摩擦系数：0．3508。关键词：铝基复合材料微／纳米颗粒包裹原位反应热处理AbstractParticlereinforcedaluminummatrixcompositehashighspecificstreng

9、thandspecificmodulus,goodthermalconductivityandelectricalconductivity,excellentweal"resistanceandotherproperti．es．ItWaswidelyappliedinaerospace，automotive，electronics，advancedweapo