钛酸钾晶须增强铝基复合材料的热循环尺寸稳定性.pdf

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1、复合材料学报第19卷第5期10月2002年ACTAMATERIAECOMPOSITAESINICAVol.19No.5October2002文章编号:1000-3851(2002)05-0052-05钛酸钾晶须增强铝基复合材料的热循环尺寸稳定性卫中山1*2*吴申庆2*王珉1*左敦稳1(1.南京航空航天大学机电学院*南京210016;2.东南大学材料科学与工程系*南京210096)摘要:用挤压铸造工艺制备了钛酸钾晶须增强铝基复合材料*研究了其热膨胀系数和热循环尺寸稳定性O复合材料的热膨胀系数低于ZL109合金且随晶须含量的增加而降低O50~280热循环

2、实验中*ZL109合金和复合材料中都观察到应变滞后现象OZL109合金的热循环曲线具有最大的应变滞后和残余塑性应变*而30vol%复合材料热循环前后几乎没有尺寸变化*具有很高的尺寸稳定性O最后*我们认为可以用热循环曲线来分析工作在变温环境下的结构材料的尺寸稳定性和失效O关键词:钛酸钾晶须;铝基复合材料;尺寸稳定性;热循环曲线中图分类号:TB331文献标识码:ADIMENSIONALSTABILITYOFALUMINUMMATRIXCOMPOSITESREINFORCEDWITHPOTASSIUMTITANATEWHISKERSUNDERTHERMAL

3、CYCLINGCONDITION1*2111WEIZhong-shan*WUShen-ging*WANMin*ZUODun-Wen(1.SchoolofMechanicalEngineering*NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics*Nanjing210016*China;2.DepartmentofMaterialsScienceandEngineering*SoutheastUniversity*Nanjing210096*China)Abstract:Aluminummatrixcompos

4、itesreinforcedWithpotassiumtitanateWhiskersWerepre-paredbysgueezingcastingprocess.Thethermalexpansionanddimensionalstabilityofsuchcom-positesWereinvestigated.Dilatometricmeasurementsrevealedthatthecoefficientofthermalex-pansionofZL109alloytendstodecreaseWithincreasingWhiskersco

5、ntent.StrainhysteresisWasobservedinthematrixalloyanditscompositessubjectedtorepeatedthermalcyclingbetWeen50~280.ThermalcyclingcurvesindicatedthatZL109alloyexhibitsthelargestthermalandresidualplasticstrain.ThecompositereinforcedWith30vol%WhiskershadlittledimensionalchangeoWingto

6、theabsenceofresidualstrain.ThermalcyclingcurvesWerecategorizedintothreetypesandexplainedbythetheoryofplasticstraininthematrix.Finally*itisconcludedthatthethermalcyclingcurvescanbeusedtopredictthedimensionalthermalstabilityandfailureofthestructuralmaterialsonexposuretofluctuatin

7、gtemperatureenvironments.Keywords:potassiumtitanateWhisker;aluminummatrixcomposites;dimensionalstability;thermalcyclingcurve铝基复合材料日益广泛地用作汽车和航空结构之间的间隙一定以避免加大油耗或磨损*尺寸稳定材料*研究其在热循环条件下的尺寸稳定性具有重性就显得十分重要[1]O钛酸钾晶须(K2O-6TiO2W)要意义O例如汽车发动机上使用的氧化铝短纤维增是一种新型复合材料增强体*价格仅为SiC或Si3N4强铝基复合材料活塞*必须保

8、证活塞工作时与汽缸晶须的1/20~1/10左右*由其增强的金属基复合材收稿日期:2001-01-10;收修改