粉末冶金法原位合成γ-Al 2 O 3W /Al复合材料及力学性能
发布时间：2021-02-12 13:26
铝基复合材料由于其轻质高强的特点,被广泛应用于交通运输、航空航天等领域。目前能够作为铝基复合材料增强相的有颗粒、纤维、碳纳米片、晶须等。晶须能够在提高复合材料强度的同时较好保持基体的塑性,使铝基复合材料的综合力学性能得到提高。γ-Al2O3与铝均为面心立方结构,是铝基复合材料的理想增强相。原位合成法因能获得更加干净的界面和分布更加均匀的增强相,而受到广泛关注。本论文以纯铝粉、硼酸（或氧化硼）粉末为原料,通过低能球磨处理,采用冷压-烧结-热挤压和真空热压烧结-热挤压两种工艺,在纯铝基体中原位合成γ-Al2O3晶须。揭示了铝基体中晶须生长的热力学条件;讨论了冷压-烧结-热挤压工艺下,球磨参数对晶须生长的影响;对原位合成的晶须与Al基体的界面结合进行了分析;探讨了不同硼酸含量对复合材料力学性能的影响,并确定了两种制备工艺下的最佳成分配比。结果表明,采用低能球磨-冷压-烧结-热挤压工艺能够在铝基体中原位合成界面结合良好且分散均匀的γ-Al2O3晶须,其直径为5-5...
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
网状分布的TiBw/Ti复合材料[39]
图 1-2 Ti-(TiB+La2O3)/Ti 复合材料制备工艺[44]Fig. 1-2 Preparation process of Ti-(TiB+La2O3)/Ti composites[44].1.3.2.2 MgAl2O4晶须如前文所述，MgAl2O4尖晶石晶须具备结构完整度高、强度硬度高、化学稳定性好等优点，与铝的错配度极低。天津大学赵乃勤课题组[46, 47] [48, 49]用粉末冶金技术成功原位合成了 MgAl2O4尖晶石晶须增强铝基复合材料，并深入研究了晶须形貌、生长机理以及复合材料的时效处理。尖晶石晶须为规整的六棱柱形，它的形成关键在于有液相的硼酸包裹在铝、镁颗粒周围，为晶须生长创造了环境（原理如图 1-3）。经热挤压后，本来均匀分布的晶须变为沿轴向排布在热处理方面，实验证实，晶须的存在可以降低时效温度，时效后材料的硬度有明显提高。这种材料综合了晶须和铝合金的优良性能，既有良好的塑性又有很高的强度，成为一种新型高强轻质材料。其抗拉强度达到 424 MPa，硬度为142 HV，远高于 6061Al。此外，他们还将这种制备晶须的原位合成工艺应用到了制备泡沫铝材料中
4晶须述，MgAl2O4尖晶石晶须具备结构完整度高、强度点，与铝的错配度极低。天津大学赵乃勤课题组[46原位合成了 MgAl2O4尖晶石晶须增强铝基复合材料生长机理以及复合材料的时效处理。尖晶石晶须为关键在于有液相的硼酸包裹在铝、镁颗粒周围，为如图 1-3）。经热挤压后，本来均匀分布的晶须变，实验证实，晶须的存在可以降低时效温度，时效这种材料综合了晶须和铝合金的优良性能，既有良成为一种新型高强轻质材料。其抗拉强度达到 424于 6061Al。们还将这种制备晶须的原位合成工艺应用到了制备入使材料强度提高，得到了平台应力 18.7 MPa 的泡料提高了 2.4 倍。
【参考文献】：
期刊论文
[1]MgO晶须的原位固相合成及其生长机理研究[J]. 李小宏,李建强,张达富,陈善华,林金辉. 材料导报. 2014(14)
[2]铝基复合材料在汽车领域的应用研究进展[J]. 兖利鹏,王爱琴,谢敬佩,倪增磊. 稀有金属与硬质合金. 2013(02)
[3]晶须增强铝基复合材料润湿性行为的研究现状[J]. 马国俊,金培鹏,谷宁杰,王金辉. 材料导报. 2012(11)
[4]金属基复合材料制备工艺的研究进展[J]. 张发云,闫洪,周天瑞,陈国香,揭小平. 锻压技术. 2006(06)
[5]原位热压合成Nb掺杂Al2O3/TiAl复合材料[J]. 安世武,王芬,朱建锋,艾桃桃. 材料科学与工程学报. 2006(03)
[6]原位自生增强金属基复合材料的制备方法[J]. 马颖,郝远,寇生中,鲁学年. 材料导报. 2002(12)
[7]碳化硅颗粒增强铝基复合材料的航空航天应用[J]. 崔岩. 材料工程. 2002(06)
[8]材料的原位合成技术[J]. 张国军,金宗哲,岳雪梅. 材料导报. 1997(01)
[9](Al18B4O33)w／ZL202复合材料的界面反应[J]. 姚力军,费维栋,秦竟波,李超,姚忠凯. 材料科学与工艺. 1994(04)
博士论文
[1]均匀分散的碳纳米管增强铝基复合材料的制备与性能[D]. 杨旭东.天津大学 2012
硕士论文
[1]原位生长陶瓷晶须增强铝基复合材料的制备与性能[D]. 于镇洋.天津大学 2011
本文编号：3030932
【文章来源】：天津大学天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
网状分布的TiBw/Ti复合材料[39]
图 1-2 Ti-(TiB+La2O3)/Ti 复合材料制备工艺[44]Fig. 1-2 Preparation process of Ti-(TiB+La2O3)/Ti composites[44].1.3.2.2 MgAl2O4晶须如前文所述，MgAl2O4尖晶石晶须具备结构完整度高、强度硬度高、化学稳定性好等优点，与铝的错配度极低。天津大学赵乃勤课题组[46, 47] [48, 49]用粉末冶金技术成功原位合成了 MgAl2O4尖晶石晶须增强铝基复合材料，并深入研究了晶须形貌、生长机理以及复合材料的时效处理。尖晶石晶须为规整的六棱柱形，它的形成关键在于有液相的硼酸包裹在铝、镁颗粒周围，为晶须生长创造了环境（原理如图 1-3）。经热挤压后，本来均匀分布的晶须变为沿轴向排布在热处理方面，实验证实，晶须的存在可以降低时效温度，时效后材料的硬度有明显提高。这种材料综合了晶须和铝合金的优良性能，既有良好的塑性又有很高的强度，成为一种新型高强轻质材料。其抗拉强度达到 424 MPa，硬度为142 HV，远高于 6061Al。此外，他们还将这种制备晶须的原位合成工艺应用到了制备泡沫铝材料中
4晶须述，MgAl2O4尖晶石晶须具备结构完整度高、强度点，与铝的错配度极低。天津大学赵乃勤课题组[46原位合成了 MgAl2O4尖晶石晶须增强铝基复合材料生长机理以及复合材料的时效处理。尖晶石晶须为关键在于有液相的硼酸包裹在铝、镁颗粒周围，为如图 1-3）。经热挤压后，本来均匀分布的晶须变，实验证实，晶须的存在可以降低时效温度，时效这种材料综合了晶须和铝合金的优良性能，既有良成为一种新型高强轻质材料。其抗拉强度达到 424于 6061Al。们还将这种制备晶须的原位合成工艺应用到了制备入使材料强度提高，得到了平台应力 18.7 MPa 的泡料提高了 2.4 倍。
【参考文献】：
期刊论文
[1]MgO晶须的原位固相合成及其生长机理研究[J]. 李小宏,李建强,张达富,陈善华,林金辉. 材料导报. 2014(14)
[2]铝基复合材料在汽车领域的应用研究进展[J]. 兖利鹏,王爱琴,谢敬佩,倪增磊. 稀有金属与硬质合金. 2013(02)
[3]晶须增强铝基复合材料润湿性行为的研究现状[J]. 马国俊,金培鹏,谷宁杰,王金辉. 材料导报. 2012(11)
[4]金属基复合材料制备工艺的研究进展[J]. 张发云,闫洪,周天瑞,陈国香,揭小平. 锻压技术. 2006(06)
[5]原位热压合成Nb掺杂Al2O3/TiAl复合材料[J]. 安世武,王芬,朱建锋,艾桃桃. 材料科学与工程学报. 2006(03)
[6]原位自生增强金属基复合材料的制备方法[J]. 马颖,郝远,寇生中,鲁学年. 材料导报. 2002(12)
[7]碳化硅颗粒增强铝基复合材料的航空航天应用[J]. 崔岩. 材料工程. 2002(06)
[8]材料的原位合成技术[J]. 张国军,金宗哲,岳雪梅. 材料导报. 1997(01)
[9](Al18B4O33)w／ZL202复合材料的界面反应[J]. 姚力军,费维栋,秦竟波,李超,姚忠凯. 材料科学与工艺. 1994(04)
博士论文
[1]均匀分散的碳纳米管增强铝基复合材料的制备与性能[D]. 杨旭东.天津大学 2012
硕士论文
[1]原位生长陶瓷晶须增强铝基复合材料的制备与性能[D]. 于镇洋.天津大学 2011
本文编号：3030932
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