喷射沉积铝基复合材料再结晶控制与强韧化机制的研究现状
【图文】：
图４不同冷却速率条件下Ａｌ－Ｆｅ－Ｖ－Ｓｉ合金的显微组织［３８］Ｆｉｇ．４ＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＡｌ－Ｆｅ－Ｖ－Ｓｉａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｏｌｉｎｇｒａｔｅ［３８］图５不同冷却速率条件下Ａｌ－Ｆｅ－Ｖ－Ｓｉ合金的相组成［３８］Ｆｉｇ．５ＰｒｉｍａｒｙｐｈａｓｅｓｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆＡｌ－Ｆｅ－Ｖ－Ｓｉａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｏｌｉｎｇｒａｔｅ［３８］２．２强韧性降低因素颗粒增强铝基复合材料具有较高的弹性模量和强度，但其应用同时受限于其较低的断裂韧性和塑性。研究人员对喷射沉积铝基复合材料的断裂机制做了大量研究，发现在变形和使用过程中造成材料过早时效导致韧性降低的主要原因有以下几个方面。①增强颗粒－Ａｌ界面的脱粘。为获得高强度，在增强体表面改性以避免脆性界面反应的研究已取得很大的进展，普遍认为适度界面反应有利于提高强韧性。界面设计首先要解决润湿性问题，，如对ＳｉＣ颗粒进行高温氧化处理，在表面形成氧化膜有助于提高ＳｉＣＰ／Ａｌ基复合材料的润湿性［３９］。其次，要形成一定厚度的界面产物，使基体与增强体的物理性能（如热膨胀）有梯度过渡，在力学性能方面得到高强度和高塑性。固溶体对界面的双方都会浸润，界面可以达到晶体层面的结合，另一方面，根据金属材料的强化理论，金属固溶体往往具有较高的强塑性匹配，有望获得高强韧性复合材料。贺毅强等在ＳｉＣＰ／Ａｌ复合材料的研究中发现，高温下ＳｉＣ颗粒与铝基体适度的界面反应生成Ａｌ４Ｃ３和Ｓｉ（见图６），游离态的Ｓｉ在Ａｌ基体中形成Ｓｉ的浓度梯度有助于提高材料的强韧性［
图４不同冷却速率条件下Ａｌ－Ｆｅ－Ｖ－Ｓｉ合金的显微组织［３８］Ｆｉｇ．４ＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＡｌ－Ｆｅ－Ｖ－Ｓｉａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｏｌｉｎｇｒａｔｅ［３８］图５不同冷却速率条件下Ａｌ－Ｆｅ－Ｖ－Ｓｉ合金的相组成［３８］Ｆｉｇ．５ＰｒｉｍａｒｙｐｈａｓｅｓｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆＡｌ－Ｆｅ－Ｖ－Ｓｉａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｏｌｉｎｇｒａｔｅ［３８］２．２强韧性降低因素颗粒增强铝基复合材料具有较高的弹性模量和强度，但其应用同时受限于其较低的断裂韧性和塑性。研究人员对喷射沉积铝基复合材料的断裂机制做了大量研究，发现在变形和使用过程中造成材料过早时效导致韧性降低的主要原因有以下几个方面。①增强颗粒－Ａｌ界面的脱粘。为获得高强度，在增强体表面改性以避免脆性界面反应的研究已取得很大的进展，普遍认为适度界面反应有利于提高强韧性。界面设计首先要解决润湿性问题，如对ＳｉＣ颗粒进行高温氧化处理，在表面形成氧化膜有助于提高ＳｉＣＰ／Ａｌ基复合材料的润湿性［３９］。其次，要形成一定厚度的界面产物，使基体与增强体的物理性能（如热膨胀）有梯度过渡，在力学性能方面得到高强度和高塑性。固溶体对界面的双方都会浸润，界面可以达到晶体层面的结合，另一方面，根据金属材料的强化理论，金属固溶体往往具有较高的强塑性匹配，有望获得高强韧性复合材料。贺毅强等在ＳｉＣＰ／Ａｌ复合材料的研究中发现，高温下ＳｉＣ颗粒与铝基体适度的界面反应生成Ａｌ４Ｃ３和Ｓｉ（见图６），游离态的Ｓｉ在Ａｌ基体中形成Ｓｉ的浓度梯度有助于提高材料的强韧性［
【作者单位】： 江苏省海洋资源开发研究院;淮海工学院机械工程学院;
【基金】：江苏省自然科学基金(BK20141250;BE2015100) 江苏省高校自然科学研究面上项目(14KJB430005) 国家自然科学基金(51004050;51301044) 连云港市科技计划项目(CG141;CXY1404) 江苏省海洋资源开发研究院开放基金(JSIMR201222) 江苏高校品牌专业建设工程资助项目(PPZY2015C214) 江苏省研究生培养创新工程项目(JGZZ_075)
【分类号】：TB33
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本文编号：2517867
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