TiB 2 /ZL205A复合材料的组织与性能研究

发布时间：2021-05-09 09:30

　　铝基复合材料具有低密度、高比强度、高比模量和优良的导热导电性等优越性能,被广泛应用在汽车工业、航空航天、集成电路等方面。但是传统外加增强体材料制备的铝基复合材料容易产生气孔、夹杂等缺陷,并且增强体与基体润湿性不好,界面结合不牢固,严重影响复合材料的力学性能。本论文采用混合盐反应法制备了TiB2颗粒增强ZL205A复合材料,主要研究了制备工艺参数（反应温度、搅拌速度和反应时间）对复合材料内生颗粒（形态、尺寸和分布）的影响；复合材料流动性和影响因素（浇注温度、成分和TiB2颗粒含量）分析；复合材料的力学性能、微观组织、断裂机制和强化机理。借助单螺旋线合金流动性测试仪、金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射分析仪、电子万能力学试验机等检测仪器对复合材料的流动性、微观组织、断口形貌、物相和力学性能进行了表征,得到了如下的实验结果：（1）得出了反应温度900℃、搅拌速度400rpm和反应时间50min是混合盐制备复合材料的最优工艺参数；优化的制备工艺合成的原位内生TiB2颗粒尺寸小于1μm,为六边形或卵圆形,均匀的分布在基体中,且与基体界面结合良好；（2）复合材料的流动性（710℃时流动长度为1... 

【文章来源】：昆明理工大学云南省

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 金属基复合材料
        1.1.1 金属基复合材料的种类
        1.1.2 金属基复合材料的性能
    1.2 颗粒增强铝基复合材料
        1.2.1 颗粒增强铝基复合材料概述
        1.2.2 颗粒增强铝基复合材料的性能
        1.2.3 颗粒增强铝基复合材料的应用
        1.2.4 颗粒增强铝基复合材料存在的问题
    1.3 颗粒增强铝基复合材料的制备方法
        1.3.1 外加颗粒增强铝基复合材料的制备方法
        1.3.2 原位内生颗粒增强铝基复合材料的制备方法
    1.4 复合材料的设计
        1.4.1 ZL205A基体材料的选择
        1.4.2 TiB_2增强体颗粒的选择
    1.5 金属熔体流动性测试方法
        1.5.1 螺旋线形流动性测试方法
        1.5.2 星形石墨流动性测试方法
        1.5.3 复沟型金属流动性测试方法
    1.6 本课题研究的意义和内容
        1.6.1 本课题研究的意义
        1.6.2 本课题研究的内容
第2章 实验
    2.1 实验方案
        2.1.1 研究方案
        2.1.2 制备过程
    2.2 材料和设备
        2.2.1 原材料
        2.2.2 实验设备及测试仪器
    2.3 检测方法
        2.3.1 流动性能测试方法
        2.3.2 力学性能检测方法
        2.3.3 组织检测方法
第3章 制备工艺参数优化及增强相颗粒分析
    3.1 制备工艺流程
        3.1.1 原位内生TiB_2颗粒的反应热力学原理
        3.1.2 配料计算称量
        3.1.3 混合盐预处理
    3.2 制备工艺参数对内生颗粒的影响
        3.2.1 反应温度对内生颗粒的影响
        3.2.2 搅拌速度对内生颗粒的影响
        3.2.3 反应时间对内生颗粒的影响
    3.3 复合材料中增强相颗粒的分析
第4章 复合材料的流动性研究
    4.1 流动性能的实验研究
        4.1.1 浇注温度对复合材料流动性的影响
        4.1.2 成分对复合材料流动性的影响
        4.1.3 TiB_2含量对复合材料流动性的影响
第5章 复合材料的力学性能及微观组织分析
    5.1 复合材料的力学性能研究
        5.1.1 抗拉强度
        5.1.2 屈服强度
        5.1.3 断后延伸率
        5.1.4 弹性模量
    5.2 热处理对复合材料组织的影响
        5.2.1 热处理对基体合金和复合材料组织的影响
        5.2.2 热处理对基体合金和复合材料物相的影响
    5.3 复合材料的断裂机制分析
        5.3.1 ZL205A基体合金的断口形貌分析
        5.3.2 TiB_2/ZL205A复合材料的断口形貌分析
    5.4 复合材料的强化机制分析
        5.4.1 细晶强化
        5.4.2 弥散强化
        5.4.3 位错强化
    5.5 小结
第6章 结论和展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
附录A 攻读硕士学位期间发表论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]超声化学原位合成纳米Al2O3颗粒增强铝基复合材料的微观组织与力学行为[J]. 郑梦,赵玉涛,陈登斌,张钊.  热加工工艺. 2011(18)
[2]电磁搅拌制备TiB2颗粒增强7055铝基复合材料的研究[J]. 徐萌,陈刚,赵玉涛,彭蕾,吴志峰,王国路,黄康.  铸造. 2009(12)
[3]高强韧铸造铝合金组织与性能研究[J]. 杨通,张伟,陈保安,李建平.  西安工业大学学报. 2008(03)
[4]SiCp粒径及含量对铝基复合材料拉伸性能和断裂机制的影响[J]. 居志兰,花国然,戈晓岚.  机械工程材料. 2008(02)
[5]A356合金流动性测试研究[J]. 起华荣,杨钢,史庆南,王效琪.  轻金属. 2008(01)
[6]搅拌法制备SiC颗粒增强铝基复合材料的研究现状与展望[J]. 徐正国,王承志,张玉妥.  铸造设备研究. 2007(05)
[7]熔体内原位制备Al3Ti增强铝基复合材料的研究[J]. 霍小卫,王树奇,陈康敏.  特种铸造及有色合金. 2007(07)
[8]碳化硅颗粒增强铝基复合材料的研究进展[J]. 郑晶,贾志华,马光.  钛工业进展. 2006(06)
[9]Si3N4陶瓷颗粒增强铝基复合材料压缩超塑性研究[J]. 林飞,曹晓卿,李黎忱,孟庆森.  太原理工大学学报. 2006(06)
[10]混合盐法制备TiB2/Al复合材料的研究现状[J]. 闫卫平,荣福杰,宋国金,翟虎,马志毅,冯志军.  铸造. 2006(11)

博士论文
[1]A356合金熔体调控对流动性的影响机理研究[D]. 起华荣.昆明理工大学 2009

硕士论文
[1]TiB2颗粒增强Al-18%Si基复合材料的制备工艺和性能研究[D]. 王强强.兰州理工大学 2011
[2](SiC+TiB2)ZL101复合材料的研究[D]. 高嵩华.西安工业大学 2010
[3]原位自生TiB2增强铸铝101的研究[D]. 刘云云.北京交通大学 2009
[4]亚微米颗粒增强铝基复合材料的制备、组织与性能研究[D]. 李洪武.中南大学 2004



本文编号：3177061