SiC p /Al-Al层状复合材料制备、显微结构与力学行为研究
发布时间：2020-12-17 14:41
本文采用流延成型法与压力浸渗法制备SiCp/Al-纯Al、SiCp/Al-（5083）Al、“砖-泥”SiCp/Al-纯Al层状复合材料。通过金相显微镜、扫描电镜、XRD对复合材料进行微观表征,并系统的研究了SiCp/Al层厚度、铝层厚度、不同结构的SiCp/Al层对层状复合材料力学行为的影响。通过原位观察,研究层状复合材料的裂纹扩展行为、利用图像数字关联（DIC）技术对材料在弯曲过程中应变、应力场的分布、裂纹萌生与扩展等情况进行了研究。本文首先使用流延成型法制备不同厚度SiCp流延片,当PVB:PEG质量比为1:1时,制备SiCp均匀流延片;当PVB:PEG质量比为1:3时,制备出网格状均匀分布流延片。将流延片与铝箔交互叠层,制备SiCp-Al预制体,在5MPa压力冷压1h,于600℃保温4h去脂。通过压力浸渗制备各层分布均匀,界面结合良好的层状复合材料,利用金相法可知SiCp/Al层中S...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Mg/Al挤压复合工艺示意
Changzeng Luo 等人[30]采用两步热轧制工艺制备了 Al/Mg/Al 层状复合材料，进行第一步的轧制过程后，界面处没有界面反应物，而第二部轧制的过程产生了界面反应物，加强界面结合。C.Y. Liu 等人[31]在制备 Mg/Mg 和 Mg/Al/Mg层状复合材料时同样使用了热轧法，轧制过程中的压力和轧制速度对结合层均有影响。为了克服单种制备方法的缺点，人们尝试将多种制备方法相结合。例如，Wang 等[32]对比了氢气气氛中扩散连接＋多道次冷轧、退火和单独采用热轧工艺制备的 Mo/Cu 层状复合材料，发现利用多工艺相结合的方法可以很好地实现界面连续性和一致性，保证了良好的界面强度，这对层状复合材料的力学性能提高有利。Mizuuchi 等[33, 34]将电火花等离子烧结技术与真空热烧结工艺(PCHP)相结合，成功解决了轧制和热压过程中需要加热加压的能耗问题及制备周期长的问题，具体操作步骤如图 1-2 所示，所得材料的致密度有所提高，同时材料的均匀性也有所改善。因此，多种工艺结合的层状复合材料制备手段是值得研究的。本文综合考虑上述提到的问题，提出一种新型的制备技术，实现了材料致密性和均匀性的提高。
哈尔滨工业大学工程硕士学位对比发现，SiC 材料作为一种非氧化物陶瓷，除具有耐磨、耐还具有较高的高温强度和优良的抗热冲击性和高温抗蠕变性，选用的陶瓷材料，但其固有的脆性却限制了它的使用场合。因作为增强相制备金属基复合材料。上所述，层状复合材料目前的研究主要集中于金属/陶瓷相层状而对于复合材料/金属层状复合材料的研究极少。状复合材料的强韧化机制状复合材料的力学性能不仅与增强层厚度、增韧层厚度以及它有关，还受层间结合强度的影响。层间结合强度较低时，裂纹会沿着界面偏转并进一步扩展，如纹的形成增加，使得断裂吸收能增加，对断裂断裂吸收能有利
【参考文献】：
期刊论文
[1]等径角挤压层状复合材料的扩散连接（英文）[J]. I.ANSARIAN,M.H.SHAERI. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2017(09)
[2]金属间化合物对累积叠轧Mg/Al多层复合板材断裂过程的影响（英文）[J]. 常海,郑明毅. 稀有金属材料与工程. 2016(09)
[3]铝基复合材料国内外技术水平及应用状况[J]. 张文毓. 航空制造技术. 2015(03)
[4]颗粒增强铝基复合材料研究与应用发展[J]. 樊建中,石力开. 宇航材料工艺. 2012(01)
[5]SiC/C层状陶瓷的断裂行为研究[J]. 李冬云,乔冠军,金志浩. 稀有金属材料与工程. 2003(08)
[6]SiC-W层状复合材料增韧机理分析[J]. 高永毅,焦群英,郑仕远. 中国农业大学学报. 2002(02)
[7]SiC/W层状复合材料的制备工艺与力学性能[J]. 罗永明,潘伟,陈健,郑仕远,欧阳俊,袁广江. 炭素技术. 2000(04)
[8]陶瓷强韧化新纪元——仿生结构设计[J]. 黄勇,李翠伟,汪长安,昝青峰,李淑琴. 材料导报. 2000(08)
[9]相变增韧和层状复合协同强韧化Al2O3陶瓷[J]. 杨辉,吴义兵,葛曼珍. 陶瓷学报. 1998(04)
[10]Al2O3/W层状复合材料性能及微观结构研究[J]. 黄奇良,潘伟. 广西民族学院学报(自然科学版). 1998(04)
博士论文
[1]Al2O3陶瓷基层状复合材料的制备和性能研究[D]. 黄康明.华南理工大学 2011
本文编号：2922217
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Mg/Al挤压复合工艺示意
Changzeng Luo 等人[30]采用两步热轧制工艺制备了 Al/Mg/Al 层状复合材料，进行第一步的轧制过程后，界面处没有界面反应物，而第二部轧制的过程产生了界面反应物，加强界面结合。C.Y. Liu 等人[31]在制备 Mg/Mg 和 Mg/Al/Mg层状复合材料时同样使用了热轧法，轧制过程中的压力和轧制速度对结合层均有影响。为了克服单种制备方法的缺点，人们尝试将多种制备方法相结合。例如，Wang 等[32]对比了氢气气氛中扩散连接＋多道次冷轧、退火和单独采用热轧工艺制备的 Mo/Cu 层状复合材料，发现利用多工艺相结合的方法可以很好地实现界面连续性和一致性，保证了良好的界面强度，这对层状复合材料的力学性能提高有利。Mizuuchi 等[33, 34]将电火花等离子烧结技术与真空热烧结工艺(PCHP)相结合，成功解决了轧制和热压过程中需要加热加压的能耗问题及制备周期长的问题，具体操作步骤如图 1-2 所示，所得材料的致密度有所提高，同时材料的均匀性也有所改善。因此，多种工艺结合的层状复合材料制备手段是值得研究的。本文综合考虑上述提到的问题，提出一种新型的制备技术，实现了材料致密性和均匀性的提高。
哈尔滨工业大学工程硕士学位对比发现，SiC 材料作为一种非氧化物陶瓷，除具有耐磨、耐还具有较高的高温强度和优良的抗热冲击性和高温抗蠕变性，选用的陶瓷材料，但其固有的脆性却限制了它的使用场合。因作为增强相制备金属基复合材料。上所述，层状复合材料目前的研究主要集中于金属/陶瓷相层状而对于复合材料/金属层状复合材料的研究极少。状复合材料的强韧化机制状复合材料的力学性能不仅与增强层厚度、增韧层厚度以及它有关，还受层间结合强度的影响。层间结合强度较低时，裂纹会沿着界面偏转并进一步扩展，如纹的形成增加，使得断裂吸收能增加，对断裂断裂吸收能有利
【参考文献】：
期刊论文
[1]等径角挤压层状复合材料的扩散连接（英文）[J]. I.ANSARIAN,M.H.SHAERI. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2017(09)
[2]金属间化合物对累积叠轧Mg/Al多层复合板材断裂过程的影响（英文）[J]. 常海,郑明毅. 稀有金属材料与工程. 2016(09)
[3]铝基复合材料国内外技术水平及应用状况[J]. 张文毓. 航空制造技术. 2015(03)
[4]颗粒增强铝基复合材料研究与应用发展[J]. 樊建中,石力开. 宇航材料工艺. 2012(01)
[5]SiC/C层状陶瓷的断裂行为研究[J]. 李冬云,乔冠军,金志浩. 稀有金属材料与工程. 2003(08)
[6]SiC-W层状复合材料增韧机理分析[J]. 高永毅,焦群英,郑仕远. 中国农业大学学报. 2002(02)
[7]SiC/W层状复合材料的制备工艺与力学性能[J]. 罗永明,潘伟,陈健,郑仕远,欧阳俊,袁广江. 炭素技术. 2000(04)
[8]陶瓷强韧化新纪元——仿生结构设计[J]. 黄勇,李翠伟,汪长安,昝青峰,李淑琴. 材料导报. 2000(08)
[9]相变增韧和层状复合协同强韧化Al2O3陶瓷[J]. 杨辉,吴义兵,葛曼珍. 陶瓷学报. 1998(04)
[10]Al2O3/W层状复合材料性能及微观结构研究[J]. 黄奇良,潘伟. 广西民族学院学报(自然科学版). 1998(04)
博士论文
[1]Al2O3陶瓷基层状复合材料的制备和性能研究[D]. 黄康明.华南理工大学 2011
本文编号：2922217
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