高压扭转法制备SiCp/Al基复合材料增强颗粒分布及性能研究
发布时间：2021-05-09 15:55
SiCp/Al基复合材料兼具轻质、高强度、高模量、尺寸稳定性好、导热导电性能优异、耐磨损以及耐腐蚀等优点,对于材料科技迅猛发展的今天,其在航空航天、特种装备、电子封装以及新能源汽车技术等尖端领域有着广泛的应用。目前,针对该材料的传统制备方法即使结合了后续的改良工艺（如轧制,锻造和往复挤压等）对改善颗粒分布以及降低界面有害反应增强界面结合能力效果不佳。本文以SiCp/Al复合材料为研究对象,利用高压扭转大塑性变形工艺成功制备出组织均匀、性能优异的复合材料,利用金相显微观察、密度硬度测试、拉伸实验及断口SEM扫描和界面EDS能谱等分析测试方法,深入分析了不同高压扭转工艺参数（温度、压力、扭转圈数、SiC颗粒含量及SiC颗粒粒径）对增强颗粒分布及复合材料性能的影响规律。研究结果表明：随着试样所受到的剪切变形量的增大（即扭转半径和圈数的增大）,SiC分布逐渐改善,复合材料组织均匀性、相对致密度,硬度、抗拉强度、延伸率及界面扩散层厚度均提高。然而过大的剪切变形量导致Sic颗粒破碎严重,反而抑制了材料各方面的提高。在增大剪切变形量的同时提高实验温度,复合材料的致密度、硬度、组织均匀性和界面扩散层厚...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 复合材料概论
1.2 SiCp/Al基复合材料的国内外研究现状及应用
1.3 传统制备方法
1.3.1 粉末冶金法
1.3.2 搅拌熔铸法
1.3.3 压力铸造法
1.3.4 喷射沉积法
1.3.5 无压渗透法
1.4 高压扭转法
1.4.1 大塑性变形技术简介
1.4.2 高压扭转工艺定义及基本原理
1.4.3 高压扭转的重要工艺参数
1.4.3.1 温度的影响
1.4.3.2 压力的影响
1.4.3.2 扭转圈数的影响
1.5 选题意义及研究内容
1.5.1 课题来源
1.5.2 选题意义
1.5.3 研究内容
第二章 高压扭转实验方案制定及测试方法介绍
2.1 实验选材
2.2 粉末预处理
2.3 高压扭转实验参数分析
2.4 高压扭转实验方案制定
2.5 高压扭转实验过程及分析测试实验说明
2.6 本章小结
第三章 高压扭转工艺参数对SiC颗粒运动分布影响研究
3.1 高压扭转工艺参数对SiC颗粒运动分布的影响
3.1.1 不同扭转半径处试样的显微组织
3.1.2 不同温度下试样的显微组织
3.1.3 不同压力条件下试样的显微组织
3.1.4 不同扭转圈数条件下试样的显微组织
3.1.5 不同体积分数对试样的显微组织影响
3.1.6 不同SiC粒径对显微组织影响
3.2 本章小结
第四章 高压扭转法制备SiCp/Al基复合材料性能研究
4.1 工艺因素对SiCp/Al基复合材料相对致密度的影响
4.1.1 变形温度对试样相对致密度的影响
4.1.2 压力对试样相对致密度的影响
4.1.3 扭转圈数对试样相对致密度的影响
4.1.4 SiC含量对试样相对致密度的影响
4.1.5 SiC粒径对试样相对致密度的影响
4.2 工艺因素对SiCp/Al基复合材料显微硬度的影响
4.2.1 变形温度对显微硬度的影响
4.2.2 压力对显微硬度的影响
4.2.3 扭转圈数对显微硬度的影响
4.2.4 SiC含量对显微硬度的影响
4.2.5 SiC颗粒粒径对显微硬度的影响
4.3 工艺因素对SiCp/Al基复合材料拉伸性能及断口的影响
4.3.1 扭转圈数的影响
4.3.2 SiC颗粒含量的影响
4.3.3 SiC颗粒粒径的影响
4.4 工艺因素对SiCp/Al基复合材料界面扩散性能的影响
4.4.1 扭转半径的影响
4.4.2 温度的影响
4.4.3 扭转圈数的影响
4.5 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 主要结论
5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]电子封装用低膨胀高导热SiCp/Al复合材料研究进展[J]. 孙晓晔,汪涛. 电子与封装. 2012(05)
[2]高压扭转法对SiCp-Al基复合材料颗粒分布的影响[J]. 李晓,李萍,薛克敏,王成,章凯. 材料工程. 2012(02)
[3]碳化硅颗粒增强铝基复合材料的研究现状及发展趋势[J]. 郑喜军,米国发. 热加工工艺. 2011(12)
[4]碳化硅颗粒增强铝基复合材料的制备及应用的研究[J]. 张国政,吕栋腾,吴治明. 新技术新工艺. 2010(11)
[5]纯铝粉末烧结体锥形件高压扭转有限元模拟及实验[J]. 李琦,李萍,薛克敏,王晓溪,贾建磊. 中国机械工程. 2010(11)
[6]限定型高压扭转变形分析[J]. 上官丰收,钱桂安,洪友士. 塑性工程学报. 2009(01)
[7]高压扭转铜试样的微观组织与压缩性能[J]. 谢子令,武晓雷,谢季佳,洪友士. 金属学报. 2008(07)
[8]碳化硅颗粒增强铝基复合材料的制备工艺进展[J]. 刘杰,孙卫和. 稀有金属与硬质合金. 2008(02)
[9]颗粒增强金属基复合材料的研究进展[J]. 杨涛林,陈跃. 铸造技术. 2006(08)
[10]SiCp/Al复合材料的研究方法现状[J]. 平延磊,贾成厂,曲选辉,周成. 粉末冶金技术. 2005(04)
博士论文
[1]颗粒复合体力学行为的模拟研究[D]. 徐娜.东北大学 2008
硕士论文
[1]SiC泡沫陶瓷及其增强Al基复合材料的制备与结构控制[D]. 杨莹.武汉理工大学 2011
[2]陶瓷注射成形及脱脂工艺的研究[D]. 武彬.华中科技大学 2006
[3]气压浸渗法制备Al/SiCp电子封装材料的研究[D]. 闫庆.西北工业大学 2006
[4]Al基复合材料制备、组织及其性能特征的研究[D]. 居志兰.江苏大学 2003
本文编号：3177589
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 复合材料概论
1.2 SiCp/Al基复合材料的国内外研究现状及应用
1.3 传统制备方法
1.3.1 粉末冶金法
1.3.2 搅拌熔铸法
1.3.3 压力铸造法
1.3.4 喷射沉积法
1.3.5 无压渗透法
1.4 高压扭转法
1.4.1 大塑性变形技术简介
1.4.2 高压扭转工艺定义及基本原理
1.4.3 高压扭转的重要工艺参数
1.4.3.1 温度的影响
1.4.3.2 压力的影响
1.4.3.2 扭转圈数的影响
1.5 选题意义及研究内容
1.5.1 课题来源
1.5.2 选题意义
1.5.3 研究内容
第二章 高压扭转实验方案制定及测试方法介绍
2.1 实验选材
2.2 粉末预处理
2.3 高压扭转实验参数分析
2.4 高压扭转实验方案制定
2.5 高压扭转实验过程及分析测试实验说明
2.6 本章小结
第三章 高压扭转工艺参数对SiC颗粒运动分布影响研究
3.1 高压扭转工艺参数对SiC颗粒运动分布的影响
3.1.1 不同扭转半径处试样的显微组织
3.1.2 不同温度下试样的显微组织
3.1.3 不同压力条件下试样的显微组织
3.1.4 不同扭转圈数条件下试样的显微组织
3.1.5 不同体积分数对试样的显微组织影响
3.1.6 不同SiC粒径对显微组织影响
3.2 本章小结
第四章 高压扭转法制备SiCp/Al基复合材料性能研究
4.1 工艺因素对SiCp/Al基复合材料相对致密度的影响
4.1.1 变形温度对试样相对致密度的影响
4.1.2 压力对试样相对致密度的影响
4.1.3 扭转圈数对试样相对致密度的影响
4.1.4 SiC含量对试样相对致密度的影响
4.1.5 SiC粒径对试样相对致密度的影响
4.2 工艺因素对SiCp/Al基复合材料显微硬度的影响
4.2.1 变形温度对显微硬度的影响
4.2.2 压力对显微硬度的影响
4.2.3 扭转圈数对显微硬度的影响
4.2.4 SiC含量对显微硬度的影响
4.2.5 SiC颗粒粒径对显微硬度的影响
4.3 工艺因素对SiCp/Al基复合材料拉伸性能及断口的影响
4.3.1 扭转圈数的影响
4.3.2 SiC颗粒含量的影响
4.3.3 SiC颗粒粒径的影响
4.4 工艺因素对SiCp/Al基复合材料界面扩散性能的影响
4.4.1 扭转半径的影响
4.4.2 温度的影响
4.4.3 扭转圈数的影响
4.5 本章小结
第五章 结论与展望
5.1 主要结论
5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]电子封装用低膨胀高导热SiCp/Al复合材料研究进展[J]. 孙晓晔,汪涛. 电子与封装. 2012(05)
[2]高压扭转法对SiCp-Al基复合材料颗粒分布的影响[J]. 李晓,李萍,薛克敏,王成,章凯. 材料工程. 2012(02)
[3]碳化硅颗粒增强铝基复合材料的研究现状及发展趋势[J]. 郑喜军,米国发. 热加工工艺. 2011(12)
[4]碳化硅颗粒增强铝基复合材料的制备及应用的研究[J]. 张国政,吕栋腾,吴治明. 新技术新工艺. 2010(11)
[5]纯铝粉末烧结体锥形件高压扭转有限元模拟及实验[J]. 李琦,李萍,薛克敏,王晓溪,贾建磊. 中国机械工程. 2010(11)
[6]限定型高压扭转变形分析[J]. 上官丰收,钱桂安,洪友士. 塑性工程学报. 2009(01)
[7]高压扭转铜试样的微观组织与压缩性能[J]. 谢子令,武晓雷,谢季佳,洪友士. 金属学报. 2008(07)
[8]碳化硅颗粒增强铝基复合材料的制备工艺进展[J]. 刘杰,孙卫和. 稀有金属与硬质合金. 2008(02)
[9]颗粒增强金属基复合材料的研究进展[J]. 杨涛林,陈跃. 铸造技术. 2006(08)
[10]SiCp/Al复合材料的研究方法现状[J]. 平延磊,贾成厂,曲选辉,周成. 粉末冶金技术. 2005(04)
博士论文
[1]颗粒复合体力学行为的模拟研究[D]. 徐娜.东北大学 2008
硕士论文
[1]SiC泡沫陶瓷及其增强Al基复合材料的制备与结构控制[D]. 杨莹.武汉理工大学 2011
[2]陶瓷注射成形及脱脂工艺的研究[D]. 武彬.华中科技大学 2006
[3]气压浸渗法制备Al/SiCp电子封装材料的研究[D]. 闫庆.西北工业大学 2006
[4]Al基复合材料制备、组织及其性能特征的研究[D]. 居志兰.江苏大学 2003
本文编号：3177589
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