往复挤压法制备SiC_p/Al复合材料的组织与性能

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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。
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