碳化硅颗粒增强镁铝基复合材料的制备及性能研究

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镁铝基复合材料因其较高的比强度、比刚度以及优良的铸造性能,在新兴技术领域中比传统金属材料应用潜力更大,但由于镁铝合金具有熔点比较低、化学活性高、易燃、易氧化等特点,原有的许多金属基复合材料的制备工艺都无法直接应用于镁铝基复合材料的制备。  本论文采用熔剂保护法,以镁铝合金为基体,以粒径为1~6μm的碳化硅颗粒为增强相,制备了碳化硅颗粒增强的镁铝基复合材料。  通过扫描电镜和光学显微镜观察表明,实验得到了均匀弥散分布的碳化硅颗粒增强的镁铝基复合材料,其最优制备条件为:复合温度760℃,保温温度420℃,保温时间6h,碳化硅颗粒的加入量为2wt.%,预处理方式为900℃下氧化8h。  通过XRD衍射分析复合材料的物相组成结果表明复合材料在制备过程中,发生了轻微的界面反应,生成了硬质相Mg2Si和易水解的脆性相Al4C3;脆性相Al4C3是复合材料潜在的异质形核点。  复合材料的断裂模式为韧-脆断裂模式,随着SiC颗粒质量分数的增加,复合材料的硬度和密度逐渐增加;拉伸强度和屈服强度先增大后减小;伸长率逐渐减小;导电性能减弱;耐磨性增强。最佳制备条件下,复合材料的摩擦系数平稳性最好,抗电化学腐蚀性能最优,晶粒尺寸达到最小值,拉伸强度和屈服强度均达到最大值。
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