粉末冶金制備Al-Si-Al2O3復合材料及其性能研究.pdf

1、本文采用熱等靜壓、熱壓燒結(jié)與原位合成技術(shù)相結(jié)合的方法，以Al和SiO2粉末為原料成功制備出Al-Si-Al2O3復合材料，有效的解決了原位反應副產(chǎn)物有害的難題，為鋁基復合材料的發(fā)展提供了新的設計思路和新的制備工藝，并探索了熱等靜壓和熱壓燒結(jié)制備復合材料的最佳工藝參數(shù)，研究了固相燒結(jié)和液相燒結(jié)后不同硅含量以及不同粉末粒度復合材料中金相顯微組織特征，分析了影響組織特征的因素，并對最佳工藝制備出的兩種不同硅含量的復合材料進行力學性能測試。綜合

2、分析Al-Si-Al2O3復合材料的力學性能，為優(yōu)化設計、完善工藝，制備更高性能的復合材料提供參考和依據(jù)。
　　通過光學顯微觀察、SEM和X射線衍射等手段分析了復合材料顯微組織、微觀形貌以及物相組成等。結(jié)果表明通過熱等靜壓燒結(jié)制備出的Al-Si-Al2O3復合材料無論從組織均勻性還是致密度方面都優(yōu)于熱壓燒結(jié)制備出的復合材料，其最佳制備工藝為：在500℃進行真空除氣處理后再熱等靜壓燒結(jié)，先加熱到550℃保溫一定時間再升溫到700℃液

3、相保溫1h使SiO2在Al液相中迅速完成原位反應以避免生成的Si顆粒聚集長大。此工藝制備出的復合材料原位反應完全，組織均勻性較好，致密度較高，增強相Al2O3較均勻的彌散分布在Al基體中，原位還原出的Si與Al形成Al-Si共晶組織，隨著配比Si含量由10wt.％增加到20wt.％，復合材料組織中會有大塊初晶硅存在。
　　采用最佳工藝制備出的兩種不同硅含量的復合材料經(jīng)過拉伸、壓縮以及摩擦磨損性能測試后結(jié)果表明：Si含量為10wt.

4、％和20wt.％的Al-Si-Al2O3復合材料其抗拉強度分別為187和125MPa，延伸率分別為0.98％和0.07％，分析表明：復合材料抗拉伸變形能力較差，塑性較低，表現(xiàn)為脆性斷裂特征；而其平均抗壓屈服強度分別為216和300MPa；而復合材料表現(xiàn)出一定的抗壓和應變能力，塑性變形最大分別能達到39％和7％。對于耐磨性而言，硅含量為10wt.％的復合材料，其摩擦系數(shù)大于硅含量為20wt.％的復合材料，但其磨損速率卻相對較小，兩種復合材