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《三维碳化硅结构增强铝基复合材料的制备.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第卷第期兵器材料科学与工程年月三维碳化硅结构增强铝基复合材料的制留,‘“,’,赵敬忠高积强金志浩西安交通大学材料强度国家重点实验室,陕西西安西安理工大学材料科学与工程学院,陕西西安摘要采用有机泡沫体浸渍工艺制备了具有三维骨架结构且气孔相互连通的碳化硅多孔陶瓷预制体,使用无压浸渗工艺制备了三维碳化硅结构增强的金属铝基复合材料,同时探讨了无压浸渗过程的反应机理及动力学过程,用、、光学显维镜研究了预制体和复合材料的金相组成及显维组织结构。结果表明,在金属熔体中引人合金元素和等元素能破坏氧化铝膜,缩短无压浸渗
2、过程的孕育期。浸渗温度越高,浸渗速度就越快。关键词铝基复合材料无压浸渗碳化硅多孔陶瓷一一一一中图分类号文献标识码文章编号、、,陶瓷颗粒晶须纤维增强的金属基复合材料孔的陶瓷预制体中制备出了三维碳化硅结构增强综合了金属的塑韧性、成形性、导电、导热的金属铝基复合材料。,以及陶瓷、、、、性的强度刚度硬度耐磨耐热等性,川。试验过程能具有非常广阔的应用前景制备金属基复合材料的方法较多,主要有液态金属陶瓷颗粒搅拌铸多孔陶瓷预制体的制备“、、,,造法熔体浸渗法粉末冶金法等其中熔体浸选用颗粒度为林的绿碳化硅为主要原料。
3、‘一“,渗法包括压力浸渗和无压浸渗无压浸渗法是加人少量的氧化铝粉为烧结助剂以竣甲基纤维素记,,以,美国的公司发明的是指在氮气气氛下不钠为料浆稳定剂硅溶胶为粘接剂并加人需施加任何压力就。可以将合金熔体渗透陶瓷粉末少量粘土改善泥浆的流变性能以上原料用去离子,。,,,堆积体增强体可以是碳化硅和氧化铝它具有工水为溶剂混合料边加人边搅拌搅拌时间、,,,。艺简单不需要高压设备成本较低可仿形成型并便可获得用于浸渍有机泡沫体的碳化硅泥浆,,可制作大型复杂构件增强的材料体积分数可调等选取软质聚氨脂海绵为有机泡沫体骨架材
4、料。,一系列优点如果要将合金熔体浸渍渗透到多孔的将海绵试样尺寸加工成用,一。陶瓷预制体中则需要在保护气氛下加压渗透丁,溶液进行预处理洗净凉干后分别放人采用无压浸渗方法制备的金属基复合材料,,日碳化硅料浆中充分浸泡反复挤压直到海绵体内,,。益受到材料科学与工程界的关注但迄今关于采用气体排除完全使料浆分布均匀为止经浸渍成型无压浸渗方法将合金熔体浸渍渗透到多孔的陶瓷的坯体在室温下静置后在烘箱中℃干燥。预制体的研究较少有专门文章探讨‘〕碳化硅陶瓷,℃保温将干燥坯体放入箱式电阻炉中、、、、具有高温强度高抗氧化耐
5、磨抗腐蚀抗热冲击。进行烧结为了防止聚氨脂海绵在氧化分解过程中性能好、密度小等一系列优良性能,与铝合金熔体产生的大量气体对陶瓷体产生应力并造成一定破,有良好的浸润性是金属基复合材料增强相的最佳坏,在一℃范围严格控制升温速率。。候选材料聚合物泡沫塑料浸渍泥浆后经高温处理复合材料的制备可获得具有三维网络骨架结构且气孔相互连通的土采用无压浸渗技术对连通气孔率为,多孔陶瓷用这种多孔陶瓷作为增强相能够保证增一的碳化硅多孔陶瓷进行浸渗将放有〔”。强相三维网络结构的连续性采用有机泡沫体浸合金的石墨增涡和放置多孔陶瓷试
6、样的氧化,渍工艺制备的碳化硅多孔陶瓷作预制体在空气中铝柑涡同时加热,在,℃时将铝合金液浇注到氧,,进行无压浸渗成功地将铝合金熔体浸渍渗透到多化铝柑祸中将试样淹没分别升温到℃和℃琳一一一一收稿日期修订日期作者介绍赵敬忠一,男,博士生,副教授,主要从事陶瓷基复合材料和耐火材料的研究兵器材料科学与工程第卷保温,在浸渗过程中每隔取出一组样品,冷方石英的形式保存下来。方石英的存在将损害烧结却后测定断面浸渗层的厚度。体的强度和高温性能,同时还会在浸渗铝的过程中组织性能测试被铝还原引起体积收缩,形成空隙,对金属基复
7、合。多孔陶瓷预制体的开口气孔率采用阿基米德材料的性能不利因此有必要通过调整配方降低硅,。法进行测定并计算出相应的闭气孔率复合材料溶胶的用量或改变工艺尽量减少方石英的生成样品的孔隙度采用英国定量图像分析仪测图为多孔碳化硅陶瓷的金相显微镜照片,图。,一一试采用型金相显微镜和型中深色区域为大的孔洞亮色区域和不清晰的部分,扫描电子显微镜对多孔陶瓷的断面进行显是高低不平的凹坑相对清晰的部分为聚氨脂海绵。微组织观察复合材料试样需经常规磨制抛光后进在氧化分解后所保留的网眼多孔碳化硅陶瓷的网,,,网行显微组织观察其物
8、相组成采用日本理学公司生筋由图可以看出烧结体中孔洞相互联通筋的。,一一体积远远低于空隙的体积说明烧结体开口气孔率产的型射线衍射仪进行分析各。较高本次实验所制得样品的开口气孔率为士试样试样尺寸的三点弯曲强。,,。度均在室温下进行了测定闭气孔率小于抗弯强度大于图为网眼陶瓷烧结体孔筋的扫描电镜照片,试验结果与分析从图中可以看出分布在原来聚氨脂海绵间隙的碳化硅,多孔陶瓷的结构和性能泥浆干燥烧成以后在灰色的片状碳化硅间分图为聚氨脂海绵浸渍泥浆后经布着少量的白色的方
