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利用挤压铸造法制成一种既具有较低热膨胀系数又具有较高强度的铝基复合材料,该复合材料由具有负的体热膨胀系数和β-锂霞石颗粒(LiA1SiO<,4>,缩写为Euc)、具有较高强度和模量的硼酸铝晶须(A1<,18>B<,4>O33,缩写为ABO)和铝合金组成,缩成为(Euc+ABO)/A1.该文对文献的甲酸盐溶胶-凝胶法进行改进,提出两步深胶-凝胶法、平板干燥法和干胶处理工艺,它们适用于大批量生产纯度较高的β-锂霞石.利用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、选区电子衍射(SADP)、能谱(EDS)和X射线衍射分析(XRD)对不同基体的复合材料进行了显微结构观察和界面反应物研究;以热力学为基础提出了复合氧化物增强体与金属基体的界面反应的反应方程式构造方法;利用热膨胀仪(DIL)测试该复合材料的热膨胀性能,对热膨胀系数与材料基体内热错配应力关系进行了较深入地探讨;对复合材料的拉伸性能做了测试和分析.复合材料中锂霞石颗粒的含量越多,期热膨胀系数越小;复合材料热膨胀系数与热处理时间有密切关系.通过增加复合材料中锂霞石的含量、控制热处理时间,可以获得低热膨胀系数的(Euc+ABO)/A1复合材料.建立了含颗粒和晶须的复合材料热膨胀系数和颗粒和晶须中热错配应力相互关系的物理模型,利用该模型和复合材料的热膨胀系数曲线分析了(Euc+ABO)/A1复合材料基体的内热错配应力产生、积累和松弛的变化规律,确定增强体在不同阶段所处的热错配应力的状态,探讨了复合材料在升温过程具有优良尺寸稳定性的机理.对复合材料材料的热传导性能的研究结果表明,复合材料热导率在70至93W/(m.K)之间,基体本身的导热能力是影响复合材料热导率的关键因素;复合材料的热导率随着锂霞石含量而降低.铸态(Euc+ABO)/A1复合材料的最大拉伸强度高于250Mpa,(Euc+ABO)6061/A1复合材料经热处理后最大拉伸强度达到386Mpa;硼酸铝的体积分数增大,复合材料的最终拉伸强度增高,复合材料的拉伸强度在一定程度上可以调节β-锂霞石颗粒和硼酸铝晶须的体积分数进行设计和调节;复合材料中晶须相对含量增大复合材料弹性模量增大.