金属基复合材料制备中的凝固问题.ppt

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1、第八章金属基复合材料制备过程中的凝固问题第一节复合材料的发展复合材料的发展复合材料的乘积效应复合材料的分类复合材料的制备方法第二节长纤维增强金属基复合材料液相制备增强纤维与基体材料的界面特性对性能的影响与合金液的化学作用合金液对纤维的润湿特性纤维的保护与预处理对性能的影响基体界面与纤维的结合特性对材料的性能具有决定性的作用。基体材料与增强纤维的界面结合力：化学作用力物理作用力基体材料收缩的包紧力（摩擦力）基体材料收缩的包紧力（摩擦力）与合金液的化学作用合金液对纤维的润湿特性纤维的保护与预处理溶胶-凝胶法气相沉积法纤维预制体中合金液的浸渗过程浸渗工艺纤维预制件中的孔隙结构分析合金液浸

2、渗过程的动力学分析合金液浸渗过程的热平衡等温浸渗将预制件和合金液加热到高于基体熔点的某一温度，防止浸渗过程的降温。适合于基体合金熔点低，合金液对纤维不润湿，不发生化学作用的情况优点：合金液所有的物性参数在浸渗过程不发生变化，保证合金液与增强纤维充分作用和润湿，减小形成空洞的可能缺点：变温浸渗变温浸渗低过热度下的浸渗：合金液在纤维预制体中的凝固过程自由凝固定向凝固平面凝固定向凝固胞晶凝固定向凝固枝晶凝固第三节颗粒增强复合材料制备技术搅拌法合金液与增强颗粒的界面特性合金液与增强颗粒的搅拌混合增强颗粒与合金液混合物的凝固合金液与增强颗粒的界面特性合金液与增强颗粒界面特性的首要问题是润湿。

3、增强颗粒弥散分布的难易程度取决于合金液与颗粒之间的润湿角。润湿条件润湿性改善对于润湿角，可控制的因素是合金液与增强颗粒的界面能。界面能越小，合金的润湿性能就越好。向合金液中加入表面活性元素可以有效的减小界面能。合金液与增强颗粒的搅拌混合进行搅拌混合可以在增强颗粒之间施加剪切力。随着固相颗粒的加入，合金液的粘度迅速增大。增强颗粒的体积分数一般低于30%。混合过程对搅拌工艺的要求使增强颗粒尽可能分散、均匀地分布防止增强颗粒及合金液与环境气体发生化学作用的利用率。避免增强颗粒的损失，获得高的利用率。尽可能高的生产效率和低的生产成本。加入增强颗粒的设备原理图磁场搅拌混合法磁场搅拌混合法磁场

4、搅拌混合法增强颗粒与合金液混合物的凝固制备技术浸渗制备技术喷射共沉积第四节自生复合材料的凝固固液相反应法自生复合材料制备技术自蔓延法复合材料制备技术自蔓延法复合材料制备技术着火点预热温度预制体的成分