氧化铝/铝微叠层复合材料的微弧氧化—热压法制备及表征

发布时间：2023-08-08 19:17

　　氧化铝/铝复合材料既具备氧化铝陶瓷高强度、高模量及高硬度的特点,又表现出铝金属相的良好韧性,因此采用此类材料制造的零部件不仅具有高强韧的性能优势,可大幅提升零部件服役过程中的稳定性与可靠性,同时能够满足航空、航天等领域的装备轻量化要求。本文采用微弧氧化-热压法制备氧化铝/铝微叠层复合材料;研究了不同微弧氧化时间下制备的氧化铝微层的成分及微观结构,分析了氧化铝微层厚度对其表面粗糙度、电阻率、击穿电压的影响,探讨了热压工艺参数对氧化铝/铝微叠层复合材料微观结构及密度的影响,分析了复合材料中氧化铝/铝界面的结合方式。实验首先以厚度为50μm的铝箔(箔材A)作为前驱体,对其进行微弧氧化处理在表面形成氧化铝陶瓷微层,得到箔材B;然后将箔材A与箔材B按照ABAB......方式交替叠放,最后真空热压制备出氧化铝/铝微叠层复合材料。采用EDS、XRD、OM及SEM表征了氧化铝微层及复合材料的成分与微观结构,采用粗糙度测量仪测试了氧化铝微层的表面粗糙度,借助耐压仪研究了氧化铝微层及复合材料的电绝缘性,采用排水法测定了复合材料的密度。结果表明:箔材A经微弧氧化处理后得到的箔材B具有氧化铝/铝/氧化铝“三...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 氧化铝/铝复合材料的研究现状
        1.1.1 氧化铝增强体的形态
        1.1.2 氧化铝/铝复合材料制备方法
        1.1.3 氧化铝/铝复合材料的性能及应用
    1.2 微叠层复合材料的研究现状
        1.2.1 微叠层复合材料体系
        1.2.2 微叠层复合材料制备方法
        1.2.3 微叠层复合材料的性能及应用
    1.3 微弧氧化及其研究现状
        1.3.1 微弧氧化原理及优点
        1.3.2 微弧氧化的应用与发展
    1.4 研究目的和主要内容
        1.4.1 目的及意义
        1.4.2 研究内容
2 实验内容及方法
    2.1 实验材料
    2.2 氧化铝微层的微弧氧化制备
        2.2.1 微弧氧化设备
        2.2.2 微弧氧化电解液配制
        2.2.3 微弧氧化工艺参数
        2.2.4 微弧氧化工艺路线
    2.3 氧化铝/铝微叠层复合材料的制备
        2.3.1 实验设备
        2.3.2 实验方法
    2.4 试样的成分、结构与性能表征
        2.4.1 试样的微观结构分析
        2.4.2 试样的化学成分及物相分析
        2.4.3 氧化铝微层的厚度测定
        2.4.4 氧化铝微层的表面粗糙度测试
        2.4.5 氧化铝微层的导热性测试
        2.4.6 试样的电绝缘性测试
        2.4.7 氧化铝/铝微叠层复合材料的密度测定
3 氧化铝微层的成分、结构与性能表征
    3.1 氧化铝微层的表面微观形貌与成分
        3.1.1 氧化铝微层的表面微观形貌分析
        3.1.2 氧化铝微层的化学成分分析
        3.1.3 氧化铝微层的相结构分析
    3.2 氧化铝微层的截面微观形貌
    3.3 氧化铝微层厚度及箔材B的微观结构
    3.4 氧化铝微层的表面粗糙度
    3.5 氧化铝微层的电绝缘性
        3.5.1 氧化铝微层的电击穿分析
        3.5.2 氧化铝微层的电阻率
    3.6 氧化铝微层的导热性
    3.7 本章小结
4 氧化铝/铝微叠层复合材料微观结构及性能研究
    4.1 热压工艺参数对氧化铝/铝微叠层复合材料微观结构的影响
        4.1.1 热压压力的影响
        4.1.2 热压温度的影响
        4.1.3 保温时间的影响
    4.2 氧化铝/铝微叠层复合材料的性能表征
        4.2.1 复合材料的密度
        4.2.2 复合材料的导电性
    4.3 氧化铝/铝界面作用机制及其对复合材料性能的影响
        4.3.1 氧化铝/铝界面分析
        4.3.2 热压工艺参数对氧化铝/铝界面结合的影响
        4.3.3 氧化铝/铝界面对复合材料导电性的影响
        4.3.4 氧化铝/铝微叠层复合材料增韧机理
    4.4 本章小结
5 结论
致谢
参考文献
附录



本文编号：3840332