SiC P /Al复合表层的制备与表征
发布时间：2021-04-29 14:36
SiC颗粒增强铝基复合材料（SiCp/Al）具有很高的硬度和耐磨性,在航空、航天以及汽车等领域具有重要应用。将SiC颗粒作为增强相,加入到铝基体中制备出含有高SiC体积分数的SiCp/Al复合表层的结构件,其外表面具有高硬度和高耐磨性,而其内部可保持良好的塑性。迄今为止,大多数复合材料的研究都集中于材料整体的复合,本课题的研究则主要注重对材料表面的复合,研究了离心铸造法制备SiCp/Al复合表层的制备工艺、微结构和性能。以铝镁合金,SiC颗粒为主要原料,通过对SiC颗粒的预处理,采用离心铸造的方式制备了SiCp/Al的复合表层。研究了浇注温度、转速以及SiC颗粒体积分数等因素对SiCp/Al复合表层的组织和性能的影响。使用扫描电子显微镜（SEM）和X-射线衍射仪（XRD）对SiC颗粒高温预处理前后的成分和表面形貌进行了分析。经过高温处理后的SiC颗粒表面出现了SiO2,SiO2以白点的形式存在于SiC颗粒的表面,SiO2的出现改善了SiC颗粒和铝基体之间的润湿性。通过对复合表层磨损后的表面观察分析,发现复合表层在磨损的过...
【文章来源】：内蒙古工业大学内蒙古自治区
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 复合材料概述
1.2 梯度材料的概念
1.3 SiCp/Al复合材料材料的制备方法
1.3.1 真空浸渗
1.3.2 无压浸渗
1.3.3 粉末冶金法
1.3.4 喷射沉积法
1.3.5 离心浸渗
1.4 颗粒增强金属基体的强化机理
1.4.1 细晶强化
1.4.2 Orowan位错强化
1.4.3 增强体承载与载荷传递
1.4.4 热膨胀系数不同引起的位错强化
1.5 颗粒增强金属基体性能的测试方法
1.5.1 硬度测试
1.5.2 耐磨性测试
1.6 SiCP/Al的选题背景和研究内容
第二章 试验过程及研究方法
2.1 试验材料的选择
2.2 试验基础设备
2.3 离心铸造工艺的设计
2.4 SiCp/Al复合浆料及试样的制备
2.5 样品的制备以及物理参数测量
2.5.1 磨损试样的制备
2.5.2 复合表层硬度和厚度测量
2.5.3 复合表层金相试样制备
第三章 制备工艺对SiC粉体和复合层厚度的影响
3.1 预处理对SiC粉体微观结构的影响
3.2 浇注温度和转速对复合层厚度的影响
3.2.1 温度对复合层厚度的影响
3.2.2 转速对复合厚度的影响
第四章 SiCp/Al复合表层物理性能和微观结构的研究
4.1 复合表层中SiC颗粒的体积分数
4.1.1 浇注温度对复合表层中SiC颗粒体积分数的影响
4.1.2 转速对复合表层SiC体积分数的影响
4.2 SiCp/Al复合表层耐磨性
4.2.1 浇注温度对耐磨性的影响
4.2.2 外加SiC体积分数对耐磨性的影响
4.2.3 复合表层微观结构与耐磨性机理分析
4.3 SiCp/Al复合表层布氏硬度
4.3.1 浇注温度对复合表层布氏硬度的影响
4.3.2 转速对复合表层硬度的影响
4.3.3 复合表层微观结构与硬度机理分析
结论
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文及取得的科研成果
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]复合材料法制备高强高导铜材料的研究[J]. 姚辉,王利民,蔡炜,何卫,汤超,陈胜男. 河南科技. 2015(11)
[2]浅谈立式离心机振动产生的原因及处理措施[J]. 焦建波. 中国铸造装备与技术. 2015(03)
[3]陶瓷颗粒增强铁基复合材料制备技术综述[J]. 张凡,王丽阁,王恩泽,杜俊武,刘凯祥. 粉末冶金工业. 2015(02)
[4]离心铸造铝梯度复合材料的组织与性能[J]. 翟彦博,马秀腾,陈红兵. 中国机械工程. 2014(07)
[5]功能梯度材料的研究进展及应用前景[J]. 马涛,赵忠民,刘良祥,高超,黄雪刚. 化工科技. 2012(01)
[6]离心铸造工艺制备WC颗粒增强钢基回转体零件研究[J]. 文志鹏,蒋业华,孙浩,岑启宏,李祖来. 铸造技术. 2011(03)
[7]金属基复合材料液态浸渗制备工艺[J]. 张萍. 毕节学院学报. 2010(08)
[8]离心铸造SiC颗粒增强铝基复合材料电子封装零件的成形研究[J]. 白莉,刘昌明,唐晓亮. 铝加工. 2010(01)
[9]Al-9Gr半固态复合材料摩擦性能的研究[J]. 张新,梁金娥,杜云慧,张君,张鹏. 特种铸造及有色合金. 2010(02)
[10]AlN-TiN-TiB2复相陶瓷的显微结构和力学性能[J]. 周立娟,郑永挺,杜善义. 稀有金属材料与工程. 2009(S2)
博士论文
[1]喷射沉积铝基连续梯度复合材料的制备、致密化及性能研究[D]. 苏斌.湖南大学 2013
[2]超声波作用下SiC与Zn-Al连接界面行为及焊缝强化机理[D]. 张洋.哈尔滨工业大学 2009
[3]喷射沉积SiCp/Al-Fe-V-Si复合材料热加工工艺、组织及性能的研究[D]. 贺毅强.湖南大学 2008
硕士论文
[1]SiCp/Al-Si基复合材料制备工艺及微观组织演变[D]. 吴文杰.河南科技大学 2015
[2]SiC颗粒增强铝基复合材料制备工艺及性能研究[D]. 李沛沛.山东大学 2015
[3]SiCp/Al多层功能梯度材料的制备与性能研究[D]. 吴米贵.合肥工业大学 2014
[4]ATZ陶瓷颗粒增强铝基复合材料的制备与性能研究[D]. 谭俊.中南大学 2013
[5]铝基梯度复合材料的热稳定性、热处理工艺及耐磨性能研究[D]. 申继忍.湖南大学 2013
[6]碳化钨颗粒增强钢（铁）基复合材料离心复合工艺及其磨损性能[D]. 文志鹏.昆明理工大学 2011
[7]离心铸造SiC颗粒增强铝基复合材料活塞成形及组织性能研究[D]. 刘光辉.重庆大学 2010
[8]滑履零件冷挤成形的机械物理特性的研究[D]. 何欣.贵州大学 2009
[9]原位合成Al基复合材料制备工艺研究[D]. 张保林.兰州理工大学 2009
[10]离心铸造SiC颗粒增强铝基骤变梯度功能复合材料筒状零件的组织及性能研究[D]. 高鲲.重庆大学 2009
本文编号：3167709
【文章来源】：内蒙古工业大学内蒙古自治区
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 复合材料概述
1.2 梯度材料的概念
1.3 SiCp/Al复合材料材料的制备方法
1.3.1 真空浸渗
1.3.2 无压浸渗
1.3.3 粉末冶金法
1.3.4 喷射沉积法
1.3.5 离心浸渗
1.4 颗粒增强金属基体的强化机理
1.4.1 细晶强化
1.4.2 Orowan位错强化
1.4.3 增强体承载与载荷传递
1.4.4 热膨胀系数不同引起的位错强化
1.5 颗粒增强金属基体性能的测试方法
1.5.1 硬度测试
1.5.2 耐磨性测试
1.6 SiCP/Al的选题背景和研究内容
第二章 试验过程及研究方法
2.1 试验材料的选择
2.2 试验基础设备
2.3 离心铸造工艺的设计
2.4 SiCp/Al复合浆料及试样的制备
2.5 样品的制备以及物理参数测量
2.5.1 磨损试样的制备
2.5.2 复合表层硬度和厚度测量
2.5.3 复合表层金相试样制备
第三章 制备工艺对SiC粉体和复合层厚度的影响
3.1 预处理对SiC粉体微观结构的影响
3.2 浇注温度和转速对复合层厚度的影响
3.2.1 温度对复合层厚度的影响
3.2.2 转速对复合厚度的影响
第四章 SiCp/Al复合表层物理性能和微观结构的研究
4.1 复合表层中SiC颗粒的体积分数
4.1.1 浇注温度对复合表层中SiC颗粒体积分数的影响
4.1.2 转速对复合表层SiC体积分数的影响
4.2 SiCp/Al复合表层耐磨性
4.2.1 浇注温度对耐磨性的影响
4.2.2 外加SiC体积分数对耐磨性的影响
4.2.3 复合表层微观结构与耐磨性机理分析
4.3 SiCp/Al复合表层布氏硬度
4.3.1 浇注温度对复合表层布氏硬度的影响
4.3.2 转速对复合表层硬度的影响
4.3.3 复合表层微观结构与硬度机理分析
结论
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文及取得的科研成果
个人简历
【参考文献】：
期刊论文
[1]复合材料法制备高强高导铜材料的研究[J]. 姚辉,王利民,蔡炜,何卫,汤超,陈胜男. 河南科技. 2015(11)
[2]浅谈立式离心机振动产生的原因及处理措施[J]. 焦建波. 中国铸造装备与技术. 2015(03)
[3]陶瓷颗粒增强铁基复合材料制备技术综述[J]. 张凡,王丽阁,王恩泽,杜俊武,刘凯祥. 粉末冶金工业. 2015(02)
[4]离心铸造铝梯度复合材料的组织与性能[J]. 翟彦博,马秀腾,陈红兵. 中国机械工程. 2014(07)
[5]功能梯度材料的研究进展及应用前景[J]. 马涛,赵忠民,刘良祥,高超,黄雪刚. 化工科技. 2012(01)
[6]离心铸造工艺制备WC颗粒增强钢基回转体零件研究[J]. 文志鹏,蒋业华,孙浩,岑启宏,李祖来. 铸造技术. 2011(03)
[7]金属基复合材料液态浸渗制备工艺[J]. 张萍. 毕节学院学报. 2010(08)
[8]离心铸造SiC颗粒增强铝基复合材料电子封装零件的成形研究[J]. 白莉,刘昌明,唐晓亮. 铝加工. 2010(01)
[9]Al-9Gr半固态复合材料摩擦性能的研究[J]. 张新,梁金娥,杜云慧,张君,张鹏. 特种铸造及有色合金. 2010(02)
[10]AlN-TiN-TiB2复相陶瓷的显微结构和力学性能[J]. 周立娟,郑永挺,杜善义. 稀有金属材料与工程. 2009(S2)
博士论文
[1]喷射沉积铝基连续梯度复合材料的制备、致密化及性能研究[D]. 苏斌.湖南大学 2013
[2]超声波作用下SiC与Zn-Al连接界面行为及焊缝强化机理[D]. 张洋.哈尔滨工业大学 2009
[3]喷射沉积SiCp/Al-Fe-V-Si复合材料热加工工艺、组织及性能的研究[D]. 贺毅强.湖南大学 2008
硕士论文
[1]SiCp/Al-Si基复合材料制备工艺及微观组织演变[D]. 吴文杰.河南科技大学 2015
[2]SiC颗粒增强铝基复合材料制备工艺及性能研究[D]. 李沛沛.山东大学 2015
[3]SiCp/Al多层功能梯度材料的制备与性能研究[D]. 吴米贵.合肥工业大学 2014
[4]ATZ陶瓷颗粒增强铝基复合材料的制备与性能研究[D]. 谭俊.中南大学 2013
[5]铝基梯度复合材料的热稳定性、热处理工艺及耐磨性能研究[D]. 申继忍.湖南大学 2013
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[9]原位合成Al基复合材料制备工艺研究[D]. 张保林.兰州理工大学 2009
[10]离心铸造SiC颗粒增强铝基骤变梯度功能复合材料筒状零件的组织及性能研究[D]. 高鲲.重庆大学 2009
本文编号：3167709
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