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网眼碳化硅陶瓷增强铝基复合材料的研究

发布时间:2018-01-10 20:02

  本文关键词:网眼碳化硅陶瓷增强铝基复合材料的研究 出处:《上海应用技术学院》2015年硕士论文 论文类型:学位论文


  更多相关文章: 原位反应无压浸渗 各向同性 正向加合特性 网眼陶瓷 界面反应


【摘要】:随着交通运输行业的不断发展,设备也向着高速、重载及高安全性方向发展,因而,对制动材料的使用性能提出了更加严格的要求。近年来,网眼多孔陶瓷/金属双连续相复合材料因其具有特殊增强类型和各向同性的特性而受到人们的关注。由于这类新型复合材料内部网状陶瓷增强相和金属基体连续相之间相互渗透、相互支撑,表现出正向加合特性,使得复合材料具有良好的机械性能。论文将待浸渗的铝合金粉和改善金属/陶瓷润湿的特殊组分直接填充在网眼SiC陶瓷骨架的孔隙内部,制备出SiC/Al双连续相复合材料,通过XRD、SEM、万能试验机和激光导热仪等设备对复合材料的微观结构和机械性能进行了研究。通过对比我们发现,本文所采用的原位反应无压浸渗新工艺填充粉料Al合金的最佳配比为Al-10Mg,此时,制备得到的复合材料的致密度最高可达90.42%,导热系数高达167.42W/m-K,增强相网眼SiC陶瓷和基体连续相Al合金之间界面结合紧密,且浸渗完全后的复合材料内部主要分为五个区域:包括基体Al合金区,界面Ⅰ区,界面反应区,界面Ⅱ区,增强相SiC陶瓷区。界面反应的产物主要是MgAl2O4和Mg2Si04,此外还含有SiC、Al、新生成的SiCN陶瓷和少量的脆性化合物Al4C3;而以45#钢为摩擦环,复合材料为摩擦块,模拟了制动材料的摩擦实验,结果表明:随着转动速度的增加,复合材料的摩擦因数逐渐下降,而当转动速度≥160r/min之后,复合材料的摩擦因数逐渐趋于稳定。这是由于随着转动速度的增加,材料表面的温度越来越高,材料抵抗塑性变形的能力变低。而当磨损相为硬质相SiC陶瓷时,由于它在磨损表面形成微凸体并起到承载作用,限制了基体Al合金高温下的塑性变形及软化,摩擦因数趋于稳定。
[Abstract]:With the continuous development of the transportation industry, the equipment is developing towards the direction of high speed, heavy load and high safety. Therefore, the performance of brake materials has been put forward more stringent requirements in recent years. Mesh porous ceramic / metal double continuous phase composites have attracted much attention because of their special reinforcement type and isotropy. Between each other. Mutually supporting, showing positive additive characteristics. The composite material has good mechanical properties. The aluminum alloy powder and the special components to improve the wetting of metal / ceramics are filled directly into the pore of the mesh SiC ceramic skeleton. SiC/Al dual continuous phase composites were prepared by XRD-SEM. The microstructure and mechanical properties of the composites were studied by means of universal testing machine and laser thermal conductivity instrument. The optimum ratio of Al alloy filled with Al alloy is Al-10Mg. the density of the composite prepared in this paper can reach up to 90.42%. The thermal conductivity is as high as 167.42 W / m-K, and the interface between the reinforced SiC ceramics and the matrix continuous phase Al alloy is close. The composite material with complete infiltration can be divided into five regions: the matrix Al alloy zone, the interface I zone, the interface reaction zone, and the interface II region. The products of the interfacial reaction are mainly MgAl2O4 and mg _ 2Si _ (04), in addition, sic _ (2) Al is also present in the interfacial reaction. New SiCN ceramics and a small amount of brittle compound Al _ 4C _ 3; The friction experiment of the brake material is simulated with 4steel as friction ring and composite material as friction block. The results show that the friction coefficient of the composite decreases with the increase of rotation speed. However, the friction coefficient of the composites tends to be stable when the rotational velocity is greater than 160 r / min, which is due to the higher surface temperature with the increase of rotational speed. The resistance of the material to plastic deformation becomes lower, but when the wear phase is rigid phase SiC ceramics, it forms a micro-convex body on the worn surface and plays a bearing role. The plastic deformation and softening of Al alloy at high temperature are limited, and the friction coefficient tends to be stable.
【学位授予单位】:上海应用技术学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TB333

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本文编号:1406585

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