Al-Si/SiC复合材料显微结构与性能研究

发布时间：2021-03-23 05:29

　　Al/SiC复合材料具有优异的综合性能,是新型结构材料研究工作的热点。本文目的是在材料微观组织结构、断裂方式及增强方法上作比较深入的研究,探索材料显微结构与力学性能的关系,为此类材料的设计、制造提供实验依据。本文采用液相交换法制备了不同硅含量的Al-Si/SiC复合材料。实验采用X射线衍射仪（XRD）与能谱仪（EDS）分析样品的物相成分;用光学显微镜（OM）结合扫描电子显微镜（SEM）表征材料的组织形貌;测试了各样品的密度、维氏硬度、弯曲模量等性能;研究了样品在空气中腐蚀粉末的物相与组织形貌。物相分析与显微组织表征结果显示,Al-Si/SiC复合材料由SiC、Al、Si三相组成,含Si较少的样品中存在Al₄C₃。SiC大多为3-20颗粒,通过定量分析,本文发现SiC颗粒分布均匀性与Si含量无关,在选区面积远大于颗粒尺寸时,可以认为SiC颗粒分布均匀。另外,硅容易在SiC颗粒表面形核、生长,最终形成小片连通状,将若干个SiC颗粒连接,构成Si-SiC结构。这种结构的尺寸随Si含量增加而增大,最大达到700,造成Si-SiC在宏观尺度的分布不均匀... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所)四川省

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

各向同性Al/SiC复合材料显微结构图（a.粉末冶金法Al/SiC复合材料显微图

6 2.2 各向异性 Al/SiC复合材料显微结构图(a.SiC 纤维与碳化硅晶须增强铝基复合材料界面显微形貌[27]；b.纳米级多层 Al/SiC复合材料显微结构[28])材料的复杂显微结构可以理解为由许多具有不同集合特性和性质的均匀微（颗粒、单相、畴等）组成。显微结构的特征包括：组元的特性（性质）、元的几何特征（如相对含量及分布、颗粒尺寸、形状、取向等）、界面。l/SiC 复合材料研究中，显微形貌是必要环节，但是 Al/SiC 复合材料显微形貌杂性，对其统计特征描述，如颗粒粒径、形状、取向的相关研究报道比较少。1.3 界面显微结构Al/SiC 复合材料界面的结构和性质都不同于相邻微域内部，在复合材料中，面起着重要的作用。材料中界面的结构和性质往往是复杂的，目前对它们的解仍不是十分清楚，但材料界面的研究具有重要的意义，材料研究者对材料

2 陶瓷金属复合材料显微结构与性能的界面进行了广泛的研究。而复合材料界面的常用研究方法包括能谱分析，高分辨透射电子显微图像及选区电子衍射。SiC-金属界面厚度通常从几十个纳米到几百纳米，界面性能往往与界面区显微结构有一定关联，但界面显微结构一般不易表征，其性能的确定更加困难。EDS 可以对界面区做界面成分分析，而沿 SiC 颗粒到金属方向作 EDS 线分析，可以得到沿该直线方向界面各化学成分随到 SiC 颗粒距离的变化，从而确定界面层厚度。研究者通常用透射电子显微镜观察复合材料界面显微结构，同时作选区电子衍射确定界面区域产物即晶体状况。


本文编号：3095229