半固态搅拌法制备高含量SiC p /A356复合材料
发布时间：2021-04-08 01:52
采用半固态机械搅拌法制备SiCp含量（质量分数）高于40%的SiCp/A356复合材料,测试了材料的密度,观察了材料的组织形貌特征。结果表明,粒度为15μm的SiCp经过特殊处理后,可以制备SiCp含量高于40%的SiCp/A356复合材料,且无明显团聚现象;随着SiCp含量从41%增加到43%,复合材料的密度从2.714g/cm3下降到2.615g/cm3,但下降趋势不完全呈线性关系。试验材料的增强相颗粒与基体结合良好,无明显的界面反应。采用半固态机械搅拌法制备SiCp含量高于40%的SiCp/A356复合材料是可行的。
【文章来源】：特种铸造及有色合金. 2016,36(12)北大核心CSCD
【文章页数】：3 页
【图文】：
图１搅拌装置示意图１．变频可升降搅拌电机２．通氮气管３．测温热电偶４．石墨坩埚炉体装两层搅拌叶轮的搅拌器功能盖添加导管
征中可以观察到，孔的深度较浅，通过能谱分析表明，类孔洞缺陷中仅有Ａｌ、Ｏ、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｃ元素，且Ｃ、Ｏ峰的强度不高，含量极少，判定为无明显的杂质相），以及有轻微的团聚。随着增强相ＳｉＣｐ含量的增加，在相同的工艺下，制备的复合材料的气孔数量有增加的趋势，见图２ａ～图４ａ，与密度及致密度的测试结果相符合。此外由于ＳｉＣｐ的加入不均匀性，且在搅拌过程中将颗粒的带入也具有一定的随机性，因而随着ＳｉＣｐ的增加，但搅拌（ａ）低倍（ｂ）高倍图２ＳｉＣｐ含量为４１％的复合材料的组织形貌１２８０特种铸造及有色合金２０１６年第３６卷第１２期
（ａ）低倍（ｂ）高倍图３ＳｉＣｐ含量为４２％的复合材料的组织形貌（ａ）低倍（ｂ）高倍图４ＳｉＣｐ含量为４３％的复合材料的组织形貌（ａ）ＳＥＭ（ｂ）ＥＤＳ图５试验材料ＳＥＭ形貌和ＥＤＳ分析工艺不变时，造成颗粒在基体中有所团聚。从图２ｂ～图４ｂ中可以看到，从ＳｉＣｐ颗粒比较均匀地分布于金属铝基体中。此外，还可以清晰地看到，试验材料的增强颗粒与基体结合良好，无明显的颗粒与基体脱离等缺陷。通过本工艺方案处理的ＳｉＣｐ，随后向铝合金中添加，ＳｉＣｐ不容易发生分解，即Ｃ不容易向合金液中迁移，难以形成大量的Ａｌ４Ｃ３等脆性相。综上所述，将ＳｉＣｐ颗粒特殊处理，以两级叶片作为搅拌装置，采用半固态搅拌的方法，可以制备出ＳｉＣｐ含量高于４０％的ＳｉＣｐ／Ａ３５６复合材料，颗粒能均匀地分布于基体中，颗粒与铝合金液无明显的界面反应。３结论（１）将粒度为１５μｍ的ＳｉＣｐ经过清洗并在高温下进行氧化处理，以两级叶片作为搅拌装置，控制温度在５７５～６２０℃之间，可以制备ＳｉＣｐ含量高于４０％的ＳｉＣｐ／Ａ３５６复合材料。（２）随着ＳｉＣｐ的含量从４１％增加到４３％，复合材料密度从２．７１４ｇ／ｃｍ３下降至２．６１５ｇ／ｃｍ３；致密度从９４．１％下降到９０．４％，两者总体的下降趋势基本一致，但下降特征不完全呈线性关系。（３）用该工艺制造的ＳｉＣｐ／Ａ３５６复合材料，颗粒分布比较均匀，且ＳｉＣｐ不与Ａ３５６合金产生
【参考文献】：
期刊论文
[1]搅拌制备B4C（SiCp）/A356复合材料的组织与性能[J]. 胡启耀,赵海东,葛继龙. 特种铸造及有色合金. 2015(11)
[2]SiC改性及其在铝基复合材料中的应用[J]. 童慧,胡正飞,张振,蔡振武,祁昌亚,何大海,莫凡,蒋凯雁. 金属功能材料. 2015(01)
[3]机械搅拌与超声搅拌制备SiC/A356复合材料的对比[J]. 高红霞,王秀红,张豫徽. 特种铸造及有色合金. 2013(07)
[4]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)
[5]SiC颗粒氧化行为及SiCp/铝基复合材料界面特征[J]. 刘俊友,刘英才,刘国权,尹衍升,施忠良. 中国有色金属学报. 2002(05)
博士论文
[1]机械搅拌制备SiCp/Al-Mg复合材料及其凝固行为的研究[D]. 张宏伟.哈尔滨工业大学 2011
硕士论文
[1]搅拌法制备SiCp增强铝基复合材料工艺优化及性能研究[D]. 崔闯.青海大学 2014
[2]SiCp/Al复合材料熔体处理工艺研究[D]. 刘洪伟.哈尔滨工业大学 2012
本文编号：3124614
【文章来源】：特种铸造及有色合金. 2016,36(12)北大核心CSCD
【文章页数】：3 页
【图文】：
图１搅拌装置示意图１．变频可升降搅拌电机２．通氮气管３．测温热电偶４．石墨坩埚炉体装两层搅拌叶轮的搅拌器功能盖添加导管
征中可以观察到，孔的深度较浅，通过能谱分析表明，类孔洞缺陷中仅有Ａｌ、Ｏ、Ｓｉ、Ｍｇ、Ｃ元素，且Ｃ、Ｏ峰的强度不高，含量极少，判定为无明显的杂质相），以及有轻微的团聚。随着增强相ＳｉＣｐ含量的增加，在相同的工艺下，制备的复合材料的气孔数量有增加的趋势，见图２ａ～图４ａ，与密度及致密度的测试结果相符合。此外由于ＳｉＣｐ的加入不均匀性，且在搅拌过程中将颗粒的带入也具有一定的随机性，因而随着ＳｉＣｐ的增加，但搅拌（ａ）低倍（ｂ）高倍图２ＳｉＣｐ含量为４１％的复合材料的组织形貌１２８０特种铸造及有色合金２０１６年第３６卷第１２期
（ａ）低倍（ｂ）高倍图３ＳｉＣｐ含量为４２％的复合材料的组织形貌（ａ）低倍（ｂ）高倍图４ＳｉＣｐ含量为４３％的复合材料的组织形貌（ａ）ＳＥＭ（ｂ）ＥＤＳ图５试验材料ＳＥＭ形貌和ＥＤＳ分析工艺不变时，造成颗粒在基体中有所团聚。从图２ｂ～图４ｂ中可以看到，从ＳｉＣｐ颗粒比较均匀地分布于金属铝基体中。此外，还可以清晰地看到，试验材料的增强颗粒与基体结合良好，无明显的颗粒与基体脱离等缺陷。通过本工艺方案处理的ＳｉＣｐ，随后向铝合金中添加，ＳｉＣｐ不容易发生分解，即Ｃ不容易向合金液中迁移，难以形成大量的Ａｌ４Ｃ３等脆性相。综上所述，将ＳｉＣｐ颗粒特殊处理，以两级叶片作为搅拌装置，采用半固态搅拌的方法，可以制备出ＳｉＣｐ含量高于４０％的ＳｉＣｐ／Ａ３５６复合材料，颗粒能均匀地分布于基体中，颗粒与铝合金液无明显的界面反应。３结论（１）将粒度为１５μｍ的ＳｉＣｐ经过清洗并在高温下进行氧化处理，以两级叶片作为搅拌装置，控制温度在５７５～６２０℃之间，可以制备ＳｉＣｐ含量高于４０％的ＳｉＣｐ／Ａ３５６复合材料。（２）随着ＳｉＣｐ的含量从４１％增加到４３％，复合材料密度从２．７１４ｇ／ｃｍ３下降至２．６１５ｇ／ｃｍ３；致密度从９４．１％下降到９０．４％，两者总体的下降趋势基本一致，但下降特征不完全呈线性关系。（３）用该工艺制造的ＳｉＣｐ／Ａ３５６复合材料，颗粒分布比较均匀，且ＳｉＣｐ不与Ａ３５６合金产生
【参考文献】：
期刊论文
[1]搅拌制备B4C（SiCp）/A356复合材料的组织与性能[J]. 胡启耀,赵海东,葛继龙. 特种铸造及有色合金. 2015(11)
[2]SiC改性及其在铝基复合材料中的应用[J]. 童慧,胡正飞,张振,蔡振武,祁昌亚,何大海,莫凡,蒋凯雁. 金属功能材料. 2015(01)
[3]机械搅拌与超声搅拌制备SiC/A356复合材料的对比[J]. 高红霞,王秀红,张豫徽. 特种铸造及有色合金. 2013(07)
[4]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)
[5]SiC颗粒氧化行为及SiCp/铝基复合材料界面特征[J]. 刘俊友,刘英才,刘国权,尹衍升,施忠良. 中国有色金属学报. 2002(05)
博士论文
[1]机械搅拌制备SiCp/Al-Mg复合材料及其凝固行为的研究[D]. 张宏伟.哈尔滨工业大学 2011
硕士论文
[1]搅拌法制备SiCp增强铝基复合材料工艺优化及性能研究[D]. 崔闯.青海大学 2014
[2]SiCp/Al复合材料熔体处理工艺研究[D]. 刘洪伟.哈尔滨工业大学 2012
本文编号：3124614
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