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Al_3Ti_p/Mg复合材料的制备与性能研究

作　者: 杨冠男
导　师: 刘英
学　校: 暨南大学
专　业: 材料学
关键词: Al3Tip/Mg复合材料原位合成粉末冶金力学性能摩擦磨损
分类号: TF125
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

镁基复合材料具有密度小和比强度、比刚度高,以及良好的阻尼减振性能、耐磨性能等优点而成为复合材料领域研究的热点之一。本文采用了粉末冶金外加法和原位合成法两种方法分别制备了Al3Tip/Mg复合材料,研究了复合材料的组织结构、力学性能和干滑动摩擦磨损性能。研究结果表明,将Al、Ti粉按原子比3：1配比球磨混粉后,在750℃保温2h烧结,可制备比较纯净的Al3Ti粉末；将Al3Ti、Mg粉按一定的比例配比混粉,通过500MPa压制成型,在550℃保温烧结2h,可以制备出颗粒分布均匀,颗粒尺寸为5-20μm的Al3Tip/Mg复合材料；将Mg、Al、Ti粉按照一定比例配比,通过500MPa压制成型,在700℃保温烧结2h,可通过原位合成法制备Al3Tip/Mg复合材料,Al3Ti颗粒大小约为1-5μm,分布均匀。研究结果表明,复合材料的硬度和压缩强度随着Al3Ti含量的增加而显著提高；原位合成法对复合材料的强度的提高具有明显优势,其中硬度约为纯镁的2-2.5倍,抗压强度约为纯镁的1.5-2倍。在原位合成法中,添加过量5%Al、过量5%Al+1%Zn、1%稀土氧化物,可使Al3Ti颗粒变得更细小,有效减少材料的缩松缩孔和Al3Ti颗粒团聚现象,使复合材料的硬度和抗压强度明显改善。其中添加过量5%Al+1%Zn的复合材料的硬度最好,1%稀土氧化物的复合材料的抗压强度最好。原位合成法与外加法制备的复合材料的具有较好的耐磨性能,其耐磨性能分别在Al3Ti含量为20%、30%时达到最佳,磨损机制主要以磨粒磨损为主。复合材料在400℃进行热压,可大量消除粉末冶金材料中的缩松缩孔,提高复合材料的致密度,使抗弯强度明显提高。抗弯强度约为纯镁的1.5-2倍,并且随着Al3Ti含量的增加而提高。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-7
目录  7-8
1 绪论  8-18
  1.1 选题的背景和意义  8-9
  1.2 金属基复合材料概述  9-12
  1.3 镁基复合材料的研究现状  12-16
  1.4 金属间化合物Al_3Ti的研究现状  16-17
  1.5 本论文的主要研究内容  17-18
2 试验材料及方法  18-24
  2.1 试验材料  18-19
  2.2 复合材料制备方法  19-21
  2.3 复合材料结构、形貌和成分分析  21
  2.4 复合材料力学性能测试  21-22
  2.5 复合材料干滑动摩擦磨损试验  22-24
3 外加粉末冶金法制备Al_3Ti_p/Mg复合材料  24-31
  3.1 外加粉末法制备Al_3Ti_p/Mg复合材料的显微组织与成分分析  24-25
  3.2 外加粉末法制备Al_3Ti_p/Mg复合材料的力学性能  25-27
  3.3 外加粉末法制备Al_3Ti_p/Mg复合材料的磨损性能  27-30
  3.4 本章小结  30-31
4 原位合成粉末冶金法制备Al_3Ti_p/Mg复合材料  31-49
  4.1 原位合成法制备Al_3Ti_p/Mg复合材料的显微组织与成分分析  31-36
  4.2 原位合成法制备Al_3Ti_p/Mg复合材料的力学性能  36-43
  4.3 原位合成法制备Al_3Ti_p/Mg复合材料的磨损性能  43-48
  4.4 本章小结  48-49
5 热压对Al_3Ti_p/Mg复合材料性能的影响  49-52
  5.1 热压成形工艺  49
  5.2 热压成形的复合材料性能  49-51
  5.3 本章小结  51-52
结论  52-53
本论文的特色和新颖之处及研究工作展望  53-54
参考文献  54-60
攻读硕士期间发表的相关论文  60-61
致谢  61

Al_3Ti_p/Mg复合材料的制备与性能研究

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