高压凝固SiC p /Al-Si复合材料组织与性能研究
发布时间：2021-01-14 12:27
碳化硅颗粒增强铝硅基复合材料不仅高强、抗磨损、低膨胀、导电导热性出色,还兼具良好的铸造性能,在汽车制造、军事技术、航空工业及微电子封装领域应用前景广阔。在高压的条件下合金凝固的热力学和动力学状态会受到极大影响,复合材料的相构成和微观形貌将产生相应地改变。本文以Al-Si合金为基体,采用粒径为500nm、体积分数为20vol.%的亚微米级Si C颗粒制得SiCp/Al-Si复合材料,研究了不同压力（1GPa、2GPa、3GPa）及不同Al-Si基体（Al-20Si、Al-30Si、Al-40Si、Al-50Si）对SiCp/Al-Si复合材料微观组织和组成物相的影响。SiCp/Al-20Si复合材料1GPa压力凝固时,Si在Al中的固溶度为0.34%;3GPa压力下凝固时,Si在Al中的固溶度为7.82%。随着压力的增大,Si在Al中固溶的越来越多,取代Al原子形成置换固溶体。XRD图谱中Al相的衍射峰随着压力的升高向高角度移动。1GPa压力凝固组织含有较多呈球状的初晶硅,2GPa压力凝固后初晶硅较少,表面呈小平面状,3GPa凝固后不再存在初晶硅。高压凝固状态下SiCp/Al-20Si复...
【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】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
高分辨率透射电子显微镜下SiCp/Al界面特征
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文果，高于此时间热导率下降的原因为低热导率SiO2层的增厚。Zhizhong Ch现不充分的真空热压烧结会导致无结合界面的产生，过度的烧结会导致l4C3的产生，界面结合机制为相结合，这两种界面结合方式都不利于热导，而在 655℃，60min 的最佳烧结条件下，界面呈现扩散结合机制，此时有最佳的热导率。三种结合机制如图 1-2 所示。
图 1-4 不同 Si 含量的 SiCp/Al-Si 复合材料 SEM 图像[28]a)7% b) 12% c) 21%ang[29]等用半固态法制备了 SiCp/Al-Cu 复合材料。研究发现粒的加入，α-Al 枝晶逐渐过渡到等轴晶，晶粒尺寸大幅下强度和抗拉强度得到很大程度的提升，作者认为晶粒细化、殖和良好的界面结合强度是力学性能改善的主要原因。压浸渗法：无压浸渗法首先采用粘性材料将 SiC 颗粒粘为预
【参考文献】：
期刊论文
[1]Effect of high pressure on microstructure of cast Mg-8Zn-0.5Zr-0.5Gd alloy[J]. Dong-song Yin,Yun-long Zhang,Yong-liang An,Zhen-ling Wang,Yun-zhou Hu,Ai-lian Liu. China Foundry. 2017(01)
[2]SiC粒径比对SiCp/Al基复合材料组织及性能的影响[J]. 谢瑞,李萍,吴信涛,贺鹏,薛克敏. 粉末冶金材料科学与工程. 2016(04)
[3]SiC高温氧化行为及Al基复合材料界面研究[J]. 郭永春,曹畅,李建平,胥涛,董淑萍. 热加工工艺. 2016(08)
[4]Influence of high pressure during solidification on the microstructure and strength of Mg-Zn-Y alloys[J]. 周海涛,刘克明,张莉,陆磊,ATRENS Andrej,陆德平. Journal of Rare Earths. 2016(04)
[5]颗粒增强铝基复合材料界面性能的研究[J]. 孔亚茹,郭强,张荻. 材料导报. 2015(09)
[6]伪半固态挤压成形制备高体积分数SiCp/Al复合材料的性能[J]. 阎峰云,黄会强,陈体军,刘洪军. 兰州理工大学学报. 2014(06)
[7]SiC颗粒增强Al-Si基复合材料的国内研究进展[J]. 吴文杰,王爱琴,王荣旗,谢敬佩. 粉末冶金工业. 2014(06)
[8]SiCp/Al-30Si复合材料的界面反应机理[J]. 兖利鹏,王爱琴,谢敬佩,王行. 粉末冶金材料科学与工程. 2014(02)
[9]高性能SiC增强Al基复合材料的显微组织和热性能[J]. 刘玫潭,蔡旭升,李国强. 中国有色金属学报. 2013(04)
[10]混料时间和挤压对SiC增强纯Al基复合材料显微组织和力学性能的影响[J]. 沈茹娟,孙超,宋旼,杜勇,贺跃辉. 粉末冶金材料科学与工程. 2012(05)
博士论文
[1]高压凝固SiCp/Al-20Si复合材料组织与性能研究[D]. 马盼.哈尔滨工业大学 2015
[2]Al-Mg合金高压凝固组织与相演变研究[D]. 王振玲.哈尔滨工业大学 2007
硕士论文
[1]Mg-1Sn-2.5Y合金高压凝固组织演变研究[D]. 张荣.哈尔滨工业大学 2016
[2]SiCp/Al复合材料界面与腐蚀行为研究[D]. 宋龙飞.南昌航空大学 2015
[3]复合变质处理对过共晶铝硅合金组织及性能的影响[D]. 徐永强.吉林大学 2014
[4]碳化硅颗粒增强铝基复合材料显微组织和力学性能的研究[D]. 孙超.中南大学 2012
[5]铁的高压电学及结构相变研究[D]. 黄伟军.吉林大学 2006
[6]高压下Al-Si合金的凝固[D]. 李杰.燕山大学 2006
本文编号：2976860
【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】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
高分辨率透射电子显微镜下SiCp/Al界面特征
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文果，高于此时间热导率下降的原因为低热导率SiO2层的增厚。Zhizhong Ch现不充分的真空热压烧结会导致无结合界面的产生，过度的烧结会导致l4C3的产生，界面结合机制为相结合，这两种界面结合方式都不利于热导，而在 655℃，60min 的最佳烧结条件下，界面呈现扩散结合机制，此时有最佳的热导率。三种结合机制如图 1-2 所示。
图 1-4 不同 Si 含量的 SiCp/Al-Si 复合材料 SEM 图像[28]a)7% b) 12% c) 21%ang[29]等用半固态法制备了 SiCp/Al-Cu 复合材料。研究发现粒的加入，α-Al 枝晶逐渐过渡到等轴晶，晶粒尺寸大幅下强度和抗拉强度得到很大程度的提升，作者认为晶粒细化、殖和良好的界面结合强度是力学性能改善的主要原因。压浸渗法：无压浸渗法首先采用粘性材料将 SiC 颗粒粘为预
【参考文献】：
期刊论文
[1]Effect of high pressure on microstructure of cast Mg-8Zn-0.5Zr-0.5Gd alloy[J]. Dong-song Yin,Yun-long Zhang,Yong-liang An,Zhen-ling Wang,Yun-zhou Hu,Ai-lian Liu. China Foundry. 2017(01)
[2]SiC粒径比对SiCp/Al基复合材料组织及性能的影响[J]. 谢瑞,李萍,吴信涛,贺鹏,薛克敏. 粉末冶金材料科学与工程. 2016(04)
[3]SiC高温氧化行为及Al基复合材料界面研究[J]. 郭永春,曹畅,李建平,胥涛,董淑萍. 热加工工艺. 2016(08)
[4]Influence of high pressure during solidification on the microstructure and strength of Mg-Zn-Y alloys[J]. 周海涛,刘克明,张莉,陆磊,ATRENS Andrej,陆德平. Journal of Rare Earths. 2016(04)
[5]颗粒增强铝基复合材料界面性能的研究[J]. 孔亚茹,郭强,张荻. 材料导报. 2015(09)
[6]伪半固态挤压成形制备高体积分数SiCp/Al复合材料的性能[J]. 阎峰云,黄会强,陈体军,刘洪军. 兰州理工大学学报. 2014(06)
[7]SiC颗粒增强Al-Si基复合材料的国内研究进展[J]. 吴文杰,王爱琴,王荣旗,谢敬佩. 粉末冶金工业. 2014(06)
[8]SiCp/Al-30Si复合材料的界面反应机理[J]. 兖利鹏,王爱琴,谢敬佩,王行. 粉末冶金材料科学与工程. 2014(02)
[9]高性能SiC增强Al基复合材料的显微组织和热性能[J]. 刘玫潭,蔡旭升,李国强. 中国有色金属学报. 2013(04)
[10]混料时间和挤压对SiC增强纯Al基复合材料显微组织和力学性能的影响[J]. 沈茹娟,孙超,宋旼,杜勇,贺跃辉. 粉末冶金材料科学与工程. 2012(05)
博士论文
[1]高压凝固SiCp/Al-20Si复合材料组织与性能研究[D]. 马盼.哈尔滨工业大学 2015
[2]Al-Mg合金高压凝固组织与相演变研究[D]. 王振玲.哈尔滨工业大学 2007
硕士论文
[1]Mg-1Sn-2.5Y合金高压凝固组织演变研究[D]. 张荣.哈尔滨工业大学 2016
[2]SiCp/Al复合材料界面与腐蚀行为研究[D]. 宋龙飞.南昌航空大学 2015
[3]复合变质处理对过共晶铝硅合金组织及性能的影响[D]. 徐永强.吉林大学 2014
[4]碳化硅颗粒增强铝基复合材料显微组织和力学性能的研究[D]. 孙超.中南大学 2012
[5]铁的高压电学及结构相变研究[D]. 黄伟军.吉林大学 2006
[6]高压下Al-Si合金的凝固[D]. 李杰.燕山大学 2006
本文编号：2976860
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