学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

往复挤压法制备SiC_p/Al复合材料的组织与性能

作　者: 王艳伟
导　师: 张忠明
学　校: 西安理工大学
专　业: 材料科学与工程
关键词: 碳化硅颗粒 铝基复合材料 往复挤压 微观组织 力学性能
分类号: TB333
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 36次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


颗粒增强铝基复合材料不仅具有高的比强度、比弹性模量和耐磨损等力学性能,还拥有热膨胀系数小、高导热的物理性能,而且原材料价格低廉,是一类很有应用前景的新型复合材料。探讨低成本的制造工艺是当前材料研究的热点。与诸多制造工艺相比,往复挤压工艺具有设备投入少,制品组织致密,缺陷少,不需要二次加工等优点,将成为一种极具竞争力的制备技术。本文采用纯铝为基体,选取微米SiC颗粒为增强体,通过自行设计的往复挤压装置,制备了SiCP/Al复合材料。利用金相显微镜、扫描电镜、X-射线衍射、万能电子拉伸机、布氏硬度计等测试手段对复合材料进行成分、组织与性能分析,并研究往复挤压道次及SiC含量对复合材料组织和力学性能的影响,以及SiCP/Al复合材料的断裂机制、强化机制等。得到以下主要结论：1、通过往复挤压工艺可经济有效的制备出SiC颗粒质量分数为5%、10%和20%的SiCP/Al复合材料。2、随着往复挤压道次的增加,SiC粒子在纯Al基体上的分布更加均匀,且破碎的SiC颗粒较多。在同一往复挤压道次下,随着SiC颗粒含量的增加,SiCP/Al复合材料的颗粒分布均匀性提高。3、随着往复挤压道次的增加和SiC颗粒质量含量的减少,SiCP/Al复合材料的致密度增加,致密度最高达99.12%,最低达98.03%,往复挤压工艺制备的SiCP/Al复合材料致密度很高,接近完全致密。4、与纯铝基体相比,随着往复挤压道次的增加,SiCP/Al复合材料的致密度增加,屈服强度和抗拉强度下降,延伸率和硬度增加。5、随着SiC含量增加,SiCP/Al基复合材料的致密度降低,硬度、屈服强度、抗拉强度得到大幅度增加,延伸率下降。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
1 绪论  8-20
  1.1 前言  8
  1.2 颗粒增强铝基复合材料  8-10
    1.2.1 颗粒增强铝基复合材料性能的研究现状  8-9
    1.2.2 颗粒增强铝基复合材料性能的应用现状  9-10
  1.3 颗粒增强铝基复合材料的制备工艺  10-14
    1.3.1 固相法  11-12
    1.3.2 液相法  12-13
    1.3.3 双相法  13-14
  1.4 铝基复合材料的设计  14-16
    1.4.1 增强颗粒的选择  14
    1.4.2 基体组织  14
    1.4.3 复合材料的界面  14-16
  1.5 往复挤压  16-18
    1.5.1 往复挤压技术的发展  16-17
    1.5.2 往复挤压的研究进展  17-18
  1.6 本文的研究目的  18
  1.7 本文的研究意义及内容  18-20
2 实验方法  20-31
  2.1 材料制备  20-21
    2.1.1 复合材料基体的选择  20
    2.1.2 复合材料增强体颗粒的选择  20-21
  2.2 往复挤压工艺参数的确定  21-23
  2.3 实验工艺过程  23-25
    2.3.1 粉末预处理  23
    2.3.2 混料  23
    2.3.3 预挤压  23-24
    2.3.4 往复挤压过程  24-25
  2.4 制备复合材料的种类  25-26
  2.5 致密度的计算  26-27
    2.5.1 理论密度的计算  26
    2.5.2 实际密度的测量  26-27
    2.5.3 致密度的计算  27
  2.6 显微组织分析  27-28
  2.7 硬度测试  28-29
  2.8 拉伸性能测试  29-30
  2.9 工艺流程图  30-31
3 往复挤压道次对SiC_p/Al复合材料的影响  31-45
  3.1 纯铝粉末及SiC颗粒的SEM分析  31
  3.2 组织观察  31-38
  3.3 复合材料的致密度  38-39
  3.4 力学性能  39-42
    3.4.1 硬度分析  39-40
    3.4.2 室温拉伸性能分析  40-42
  3.5 复合材料室温拉伸断口分析  42-44
  3.6 小结  44-45
4 SiC颗粒含量对SiC_p/Al复合材料组织与性能的影响  45-61
  4.1 组织观察  45-47
  4.2 致密度  47-49
  4.3 力学性能  49-50
    4.3.1 SiC_p/Al复合材料硬度与SiC颗粒质量含量的关系  49
    4.3.2 室温拉伸性能分析  49-50
  4.4 复合材料室温拉伸断口分析  50-53
  4.5 XRD分析  53-54
  4.6 往复挤压对SiC_p/Al复合材料的组织以及力学性能的影响  54-59
    4.6.1 往复挤压过程中的粒子细化机制  54-55
    4.6.2 往复挤压过程中的变形机制  55
    4.6.3 往复挤压法制备的SiC_p/Al复合材料的强化机制  55-59
  4.7 小结  59-61
5 结论  61-62
致谢  62-63
参考文献  63-68
在校期间发表的学术论文  68

相似论文

  1. (ZrB2-ZrO2)/BN复合材料的反应热压烧结及其力学性能,TB332
  2. 超低碳贝氏体钢CO2激光-GMA复合焊接特性研究,TG456.7
  3. Mg-Zn-Y-Zr镁合金的组织结构和力学性能,TG146.22
  4. 新型银基无镉中温钎料组织性能的研究,TG425.2
  5. 废旧聚酯纺织品的回收再利用研究,X791
  6. 凝胶注模SiC-AlN复相陶瓷的制备工艺与性能研究,TQ174.62
  7. ODPA/异构ODA共聚酰亚胺的合成及其性能研究,TQ323.7
  8. 镁合金板状坯材挤压参数的研究,TG379
  9. 芳纶1313织物及其增强硅橡胶复合材料的性能研究,TB332
  10. 滑石粉的改性研究及其对回收PP的增强增韧,TQ325.14
  11. 普碳钢中添加ZrO2纳米粒子对其组织和力学性能的影响,TB383.1
  12. 表面修饰石墨烯的制备及其对复合材料力学性能的影响,TB332
  13. 低摩擦高耐磨高纯氧化铝陶瓷的制备研究,TQ174.1
  14. 大直径PTT/PET皮芯型复合单丝成形工艺及性能的研究,TQ340.64
  15. 粘扣带结构与力学性能研究,TE931.2
  16. 轧制Mg-Zn-Ce-Zr（Mn）合金微观组织及力学性能研究,TG339
  17. 模拟月球环境温度下的镁合金显微组织与力学性能研究,TG146.22
  18. 高性能低成本铝基复合材料制备技术研究,TB331
  19. 基于富勒烯的纳米复合聚合物的研究,TB383.1
  20. 异种镁合金AZ31与NZ30K激光焊接的研究,TG456.7
  21. 船用E级钢三丝GMAW对接焊工艺研究,TG457.11

中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 复合材料 > 金属－非金属复合材料
© 2012 www.xueweilunwen.com