稀土添加SiCp-Al-12Si復(fù)合材料組織性能的研究.pdf

1、SiCp/Al-12Si復(fù)合材料是一種性能優(yōu)異的輕質(zhì)、低膨脹、高強(qiáng)、耐磨材料，可應(yīng)用在航空航天、汽車、電子等諸多領(lǐng)域。本文采用粉末冶金法和熱擠壓的方法制備了稀土(CeO2)添加 SiCp/Al-12Si復(fù)合材料。通過 X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、能譜儀(EDAX)、透射電鏡(TEM)、密度、維氏硬度、熱膨脹系數(shù)、拉伸性能測試、磨損試驗(yàn)等手段和方法，研究了稀土(CeO2)含量對復(fù)合材料組織、物理和力學(xué)性能的影響及稀土作用機(jī)理

2、，研究了 CeO2含量和載荷對復(fù)合材料耐磨性的影響并優(yōu)化了復(fù)合材料的熱處理工藝。研究結(jié)果表明：
　　1.適量CeO2的加入可以使SiCp/Al-12Si復(fù)合材料基體中的Si相顆粒細(xì)化，并使其分布均勻化；同時可以提高復(fù)合材料的密度、硬度、抗拉強(qiáng)度和延伸率，降低復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)；CeO2體積分?jǐn)?shù)為0.2％時，性能有最佳值，分別為2.7477 g/mm3、176.6 HV0.3、376.9 MPa、4.09%、13.94×10-6/

3、K。
　　2.稀土(CeO2)添加 SiCp/Al-12Si復(fù)合材料中的析出相主要有： CeCu2Si2、Al4Cu9、Al2Cu、Al19Mn4、Al5Cu6Mg2、Mg32Al47Cu7；CeO2在復(fù)合材料中主要位于晶界處。
　　3.稀土在 SiCp/Al-12Si復(fù)合材料中的作用機(jī)理主要有三種：一是 CeO2顆?？勺鳛?Si相的形核基底，細(xì)化 Si相顆粒；二是 CeO2能與鋁基體中的合金元素發(fā)生反應(yīng)生成新相CeCu2S

4、i2，可起到彌散強(qiáng)化作用，也可以提高Al與Si顆粒之間的結(jié)合強(qiáng)度；三是 CeO2顆粒和 CeCu2Si2顆粒對晶界或相界的釘扎作用，細(xì)化鋁晶粒。
　　4.稀土添加 SiCp/Al-12Si復(fù)合材料的斷裂方式為混合型斷裂：析出 Si和SiC顆粒的脆性解理斷裂；Si和SiC顆粒與基體界面處的基體撕裂；與Si和SiC顆粒相距較遠(yuǎn)的鋁基體中的韌性斷裂。
　　5.最佳固溶處理工藝為510℃×2 h，最佳時效處理工藝為170℃×5 h；