熔融Al及Al合金在C、B 13 C 2 及Al 2 O 3 上的润湿

发布时间：2023-04-22 07:34

　　C或陶瓷(如B4C、Al2O3)增强的Al基复合材料具有机械性能好、密度低、热膨胀系数低等优点,被广泛应用于汽车工业、航空航天等领域。众所周知,采用液相工艺时,熔融Al与增强相之间的润湿尤为重要,决定着制备过程的难易及复合材料产品的最终性能。但是,由于低温时Al液表面易氧化及高温时界面反应的影响,Al与C或陶瓷增强相之间的润湿性很难精确测定。此外,向Al中添加Si、Ti等合金元素常被用于改善上述体系的润湿性。但是,这些合金元素的影响本质及其背后机理均尚未明确。基于此,本文采用先进的高温高真空润湿性测试设备,分别使用挤压滴落和通管滴落的方法测试了熔融Al在几种增强相(多晶石墨(Cg)、C-C复合材料、富B的B4C(B13C2)和单晶Al2O3(0001))上的润湿性及Si、Ti添加对部分体系润湿性的影响,同时采集界面结构并分析润湿机制。获得的主要研究结果如下:(1)Al与C的润湿性受控于Al滴表面的去氧化和界面处Al4C3的生成。在10-3-10-4 Pa的真空下,对于Cg而言,900℃以下由于较难破除Al滴表面氧化膜且界面反应较弱,体系很难实现润湿;900℃以上时,由于Al滴表面的自洁...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题意义
    1.2 高温润湿与铺展
        1.2.1 润湿相关概念
        1.2.2 铺展动力学
    1.3 Al及 Al–Si/Ti与 C润湿性的研究现状
        1.3.1 纯Al在 C上的润湿性
        1.3.2 Si及 Ti元素的影响
    1.4 Al与 B_xC润湿性的研究现状
    1.5 Al及 Al–Si与 Al₂O₃润湿性的研究现状
        1.5.1 纯Al在 Al₂O₃上的润湿性
        1.5.2 Si元素的影响
    1.6 本文研究内容
第2章 实验材料与方法
    2.1 实验材料
    2.2 实验方法
        2.2.1 润湿性测试
        2.2.2 润湿数据处理
    2.3 样品表征
        2.3.1 微观结构分析
        2.3.2 物相分析
第3章 Al及其合金在C上的润湿
    3.1 引言
    3.2 纯Al在 C_g上的润湿
        3.2.1 润湿行为
        3.2.2 界面结构
        3.2.3 铺展机制
    3.3 纯Al在 C–C上的润湿
        3.3.1 润湿行为
        3.3.2 界面结构
        3.3.3 铺展机制
    3.4 Al在 C_g和C–C上润湿性的对比
    3.5 Si添加对润湿的影响
        3.5.1 润湿行为
        3.5.2 界面结构
        3.5.3 铺展机制
    3.6 Ti添加对润湿的影响
        3.6.1 润湿行为
        3.6.2 界面结构
        3.6.3 铺展机制
    3.7 本章小结
第4章 Al在 B₁₃C₂上的润湿
    4.1 引言
    4.2 纯Al在 B₁₃C₂上的润湿
        4.2.1 润湿行为
        4.2.2 界面结构
        4.2.3 铺展机制
    4.3 本章小结
第5章 Al和 Al–Si在 Al₂O₃(0001)上的润湿
    5.1 引言
    5.2 纯Al在 Al₂O₃(0001)上的润湿
        5.2.1 润湿行为
        5.2.2 界面结构
        5.2.3 铺展机制
    5.3 Si添加对润湿的影响
        5.3.1 润湿行为
        5.3.2 界面结构
        5.3.3 铺展机制
    5.4 本章小结
第6章 结论
参考文献
作者简介及科研成果
致谢



本文编号：3797201