原位合成SiC对铝基复合材料微观组织和力学性能的影响
发布时间：2022-01-25 20:04
以铝粉、硅粉、石墨粉为原料,通过冷压真空烧结原位合成了含不同质量分数SiC颗粒的SiC/Al-18Si复合材料。利用X射线衍射仪,扫描电子显微镜和能谱分析仪等设备手段表征了铝基复合材料的相组成和微观结构,研究了原位合成SiC对复合材料微观结构、抗弯强度和显微硬度的影响,分析了复合材料力学性能的变化规律。结果表明:复合材料的基体相为Al相,第二相为Si相和SiC相;原位合成的SiC颗粒弥散细小的分布在Al基体中,其颗粒尺寸主要分布在0.2～2.8μm,具有亚微米、微米级的多尺度特性;随着SiC质量分数的不断增加,复合材料的显微硬度增大,同时颗粒的平均尺寸仅由0.81μm增大到1.13μm,但仍均匀分布,正是这种尺寸稳定性,使得SiC/Al-18Si复合材料硬度远大于Al-18Si;当SiC质量分数为30%时,材料的显微硬度最高,达到HV 134,相较于Al-18Si提高了88%。
【文章来源】：粉末冶金技术. 2020,38(01)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
不同质量分数Si C/Al?18Si复合材料X射线衍射图谱：（a)10Si C/Al?18Si烧结前粉体；（b）烧结后10Si C/Al?18Si;(c）烧结后15Si C/Al?18Si;(d）烧结后20Si C/Al?18Si;(e）烧结后25SiC/Al?18Si;(f）烧结后30Si C/Al?18Si复合材料
图2为含不同质量分数Si C颗粒的Si C/Al?18Si复合材料表面形貌，图中有板片状的初生Si相和不规则形状的Si C颗粒。从图中可以看出，初生Si相的形貌多为粗大不规则的块状、瓣状和板片状，Si相尺寸约为60～80μm;SiC颗粒均匀弥散的分布在基体中，颗粒细小；随Si C含量增加，基体表面上的微孔（白色虚线圆）逐渐增加。图3为10SiC/Al?18Si复合材料显微形貌及能谱分析，由图3(b）和图3(c）可知，图中灰白色颗粒为Si C，由于颗粒尺寸较小，能谱检测中不可避免会出现Al元素，O元素可能为样品后续抛光处理中氧化造成，其中，点1处Si Cp近似于片层状，点2处Si Cp近似于柱状。图4为10SiC/Al?18Si复合材料面扫描分析，由图4(b）～图4(d）各元素分布可知，复合材料中的Si相成岛屿状分布在铝基体中，且原位合成的Si C颗粒分布的位置相对更靠近于Si相组织。
图5 SiC/Al?18Si复合材料中Si C颗粒尺寸分布；（a)10Si C/Al?18Si;(b)20Si C/Al?18Si;(c)3 0 Si C/Al?18Si2.3 力学性能分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]单一纳米及纳/微米SiC混合颗粒增强铝基复合材料研究[J]. 高红霞,王华丽,杨东. 粉末冶金技术. 2016(01)
[2]The Uniform Distribution of SiC Particles in an A356-SiCp Composite Produced by the Tilt-blade Mechanical Stirring[J]. Yunhui DU,Peng ZHANG,Yujie WANG,Jun ZHANG,Shasha YAO,Chengyu LI. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2013(01)
硕士论文
[1]原位合成SiC纳米颗粒及SiC/Al复合材料的研究[D]. 赵渊博.陕西科技大学 2016
本文编号：3609126
【文章来源】：粉末冶金技术. 2020,38(01)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
不同质量分数Si C/Al?18Si复合材料X射线衍射图谱：（a)10Si C/Al?18Si烧结前粉体；（b）烧结后10Si C/Al?18Si;(c）烧结后15Si C/Al?18Si;(d）烧结后20Si C/Al?18Si;(e）烧结后25SiC/Al?18Si;(f）烧结后30Si C/Al?18Si复合材料
图2为含不同质量分数Si C颗粒的Si C/Al?18Si复合材料表面形貌，图中有板片状的初生Si相和不规则形状的Si C颗粒。从图中可以看出，初生Si相的形貌多为粗大不规则的块状、瓣状和板片状，Si相尺寸约为60～80μm;SiC颗粒均匀弥散的分布在基体中，颗粒细小；随Si C含量增加，基体表面上的微孔（白色虚线圆）逐渐增加。图3为10SiC/Al?18Si复合材料显微形貌及能谱分析，由图3(b）和图3(c）可知，图中灰白色颗粒为Si C，由于颗粒尺寸较小，能谱检测中不可避免会出现Al元素，O元素可能为样品后续抛光处理中氧化造成，其中，点1处Si Cp近似于片层状，点2处Si Cp近似于柱状。图4为10SiC/Al?18Si复合材料面扫描分析，由图4(b）～图4(d）各元素分布可知，复合材料中的Si相成岛屿状分布在铝基体中，且原位合成的Si C颗粒分布的位置相对更靠近于Si相组织。
图5 SiC/Al?18Si复合材料中Si C颗粒尺寸分布；（a)10Si C/Al?18Si;(b)20Si C/Al?18Si;(c)3 0 Si C/Al?18Si2.3 力学性能分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]单一纳米及纳/微米SiC混合颗粒增强铝基复合材料研究[J]. 高红霞,王华丽,杨东. 粉末冶金技术. 2016(01)
[2]The Uniform Distribution of SiC Particles in an A356-SiCp Composite Produced by the Tilt-blade Mechanical Stirring[J]. Yunhui DU,Peng ZHANG,Yujie WANG,Jun ZHANG,Shasha YAO,Chengyu LI. Acta Metallurgica Sinica（English Letters）. 2013(01)
硕士论文
[1]原位合成SiC纳米颗粒及SiC/Al复合材料的研究[D]. 赵渊博.陕西科技大学 2016
本文编号：3609126
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3609126.html
