SiC-Zr基非晶合金復(fù)合材料的制備及組織性能研究.pdf

1、非晶合金具有優(yōu)異的物理、化學(xué)以及力學(xué)性能，這些優(yōu)點使得其成為了材料領(lǐng)域的研究熱點之一。SiC密度低、硬度、強度高、熱膨脹率低、熱傳遞能力強，并且在高溫下性質(zhì)穩(wěn)定，因此SiC是一種優(yōu)異的復(fù)合材料增強相。因此，為了降低非晶合金密度，改善非晶合金綜合力學(xué)性能，擴展其應(yīng)用領(lǐng)域，本文工作采用多孔的SiC預(yù)制體作為第二相，采用真空壓力熔滲后快速凝固的方法，制備了SiC/Zr41.2Ti13.8Ni10.0Cu12.5Be22.5非晶合金復(fù)合材料，并

2、采用OM、XRD、DSC、SEM、室溫準靜態(tài)壓縮試驗、霍普金森壓桿試驗以及室溫干摩擦試驗等試驗技術(shù)對這種復(fù)合材料的組織結(jié)構(gòu)及其力學(xué)性能進行了探究。
　　本文根據(jù)實驗測定的Zr41.2Ti13.8Ni10.0Cu12.5Be22.5非晶合金的熱力學(xué)參數(shù)，制定真空壓力熔滲工藝，熔滲溫度分別選擇820℃、840℃以及860℃。對不同熔滲溫度條件下制得的SiC泡沫/Zr基非晶合金復(fù)合材料的微觀組織結(jié)構(gòu)、熱力學(xué)性能以及室溫準靜態(tài)壓縮力學(xué)性能

3、進行分析。結(jié)果表明:不同熔滲溫度下，復(fù)合材料都是由SiC相及非晶合金相兩相組成，非晶合金相都沒有發(fā)生晶化，SiC相與非晶合金相的界面結(jié)合良好，沒有孔洞及裂紋等缺陷;界面分析表明，SiC預(yù)制體與非晶合金之間存在相互擴散層，熔滲溫度820℃時厚度2μm，熔滲溫度840℃時為3μm，熔滲溫度860℃時為4μm; SiC泡沫預(yù)制體的加入使得非晶合金相的熱力學(xué)穩(wěn)定性有所下降;熔滲溫度不同對復(fù)合材料的室溫準靜態(tài)壓縮力學(xué)性能沒有影響。
　　分析

4、了SiC泡沫預(yù)制體的孔隙密度對復(fù)合材料的微觀組織以及室溫準靜態(tài)力學(xué)性能的影響。不同孔隙密度的SiC預(yù)制體孔徑尺寸有明顯不同，孔隙密度為40ppi的孔徑尺寸最大，孔隙密度60ppi的孔徑尺寸最小，不同SiC孔隙密度的復(fù)合材料都是由SiC與非晶合金兩相組成;SiC預(yù)制體的孔隙密度越大，復(fù)合材料的室溫準靜態(tài)壓縮強度越高;復(fù)合材料斷裂方式為剪切斷裂，剪切斷裂角約為40°，斷口形貌SiC相呈現(xiàn)沿晶斷裂特征，非晶合金相呈現(xiàn)出典型的粘滯流變特征，脈紋

5、花樣有細、淺的“河流狀”脈紋花樣，此外還存在粘稠有序的“多重脊狀”脈紋花樣以及非晶合金重熔后形成的熔融液滴形貌。
　　采用真空壓力熔滲后快速凝固的方法制備了SiC體積分數(shù)更高的SiC骨架/Zr基非晶合金復(fù)合材料，對其微觀組織結(jié)構(gòu)、熱力學(xué)性能、室溫動態(tài)壓縮力學(xué)行為以及室溫干摩擦條件下摩擦行為進行研究。非晶合金完全熔滲到SiC骨架的孔隙中，SiC相與非晶合金相的界面結(jié)合良好;SiC骨架預(yù)制體的加入使得復(fù)合材料中非晶合金相的熱力學(xué)穩(wěn)定性