SiC氧化对SLM制备SiC/Al复合材料组织和性能的影响

来源 :西安工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xtwjun
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
SiC/Al复合材料具有密度小、高比强度、高比模量、高热导率等优良性能,是制备高反射率、轻质反射镜的新型优选材料,可广泛应用于航空航天、火控、激光制导及空间光学遥感等领域。但SiC颗粒含量越高,材料硬度越大,越难以机械加工,导致传统工艺制备的SiC/Al复合材料反射镜具有加工难度高、工序复杂、加工周期长和高能耗等弊端。选区激光熔化(Selective Laser Melting,SLM)技术通过层层熔化金属粉末的叠加过程实现零件成形,因具有工艺简单、高精度、高致密度、力学性能优良等特点,同时可与先进设计技术相结合,尤其适合生产薄壁件、异型结构件等复杂零件,从而受到国内外广泛关注。本文选用AlSi10Mg金属粉末和SiCp为原料,系统研究SLM工艺参数(激光功率(P)、扫描速度(V)、扫描间距(S))对SiC/AlSi10Mg复合材料致密度的影响,采用最佳工艺制备了体积分数为10%的SiCp/AlSi10Mg复合材料。为改善SiCp与Al基体之间的固/液界面润湿性和结合强度,对SiCp进行高温氧化预处理,研究SiCp氧化对SLM成形SiC/AlSi10Mg复合材料显微组织、物相成分、显微硬度、压缩性能、耐腐蚀性能的影响。研究结果如下:(1)获得SiC高温氧化规律。SiC颗粒从800℃开始发生氧化反应,最佳氧化工艺为1200℃保温4h,表面生成非晶SiO2膜可达347.6 nm,颗粒棱角钝化,解理面平台弱化模糊,机械混合的SiCp/AlSi10Mg复合粉末还具有流动性。(2))获得SLM成形SiCp/AlSi10Mg复合材料的最佳工艺参数。当激光功率P=250 W、扫描速度V=1200 mm/s、扫描间距S=0.1 mm,成形件最高致密度为97.72%。激光功率、扫描速度和扫描间距对SiCp/AlSi10Mg复合材料致密度均呈现先增大后减小的变化规律,通过Box-Behnken响应曲面原理获得了 SLM成形SiCp/AlSi10Mg复合材料工艺参数激光功率、扫描速度、扫描间距与致密度的关系模型:RD=90.6826-0.0053P+0.0032V+86.4484S+1.19×10-5PV+0.0459PS-0.0528VS-4×10-5P2+1.17×10-6V2-160.153×S2式中,P为激光功率(W),V为扫描速度(mm/s)、S为扫描间距(mm),RD为致密度(%)。实验发现,扫描速率、激光功率和扫描距对SiCp/AlSi10Mg复合材料致密度的影响程度依次降低,与正交实验方差分析结果一致。(3)SiCp氧化对SLM成形SiCp/AlSi10Mg复合材料组织的影响。SiCp/AlSi10Mg复合材料组织由α-Al基体、共晶Si相、原位反应Al4SiC4增强相和SiC颗粒混合组成;经SiCp高温氧化预处理的SiCp/AlSi10Mg复合材料组织界面存在清晰的SiO2过渡层,界面结合平整,显微组织相成分与SiCp/AlSi10Mg复合材料相同。(4)SiCp氧化对SLM成形SiCp/AlSi10Mg复合材料性能的影响。高温氧化的SiCp/AlSi10Mg复合材料在具备细晶强化、固溶强化、弥散强化三种增强作用下,高载荷传递机制优于未处理SiCp/AlSi10Mg复合材料,因此显微硬度和压缩性能均高于SiCp/AlSi10Mg复合材料。其水平面和垂直面的显微硬度分别为246.25 HV和184.67 HV,屈服强度达到481.9 MPa,延伸率为12.2%,断口形貌中SiC颗粒棱角钝化,与界面结合更好;交流阻抗和极化曲线结果也显示高温氧化的SiCp/AlSi10Mg复合材料的耐蚀性高于SiCp/AlSi10Mg 复合材料。
其他文献
随着现代计算机科学技术的发展以及互联网技术的进步,全球性信息化社会正在快速地形成,与此同时信息安全对于国家经济发展和社会稳定的重大影响正日益凸显,发展自主可控的国产化操作系统技术已刻不容缓。我国目前主流的嵌入式操作系统大都是从国外引进的,尤其当涉及国家军事、航空航天等重要领域时,安全问题成为重中之重,要时刻警惕外部攻击者会利用操作系统的特权“升级”或者后门程序等技术漏洞绕过系统的安全运行机制,获取
近年来,将大数据、人工智能等最新科学技术广泛应用于教育行业的发展趋势日益明显,以往传统的以教师授课、学生汲取为主要学习方式的传统知识传播模式正在向着AI教育模式快速演变。然而,海量教育数据的不断增加,产生了数据无法被有效的组织与管理、利用与共享、搜索与理解的问题,这严重阻碍了 AI教育发展的步伐。因此,本文针对该问题,提出了将知识图谱应用于AI教育领域,构建了一套从底层数据采集,到学科知识图谱构建
铸铁在工程机械领域应用广泛,铸铁铸造工序繁多,铸铁装备运行工况恶劣。长期在重载、疲劳和冲击载荷下,铸件表面容易开裂,若不及时修复可导致装备失效。在铸造过程中产生的原始缺陷,在运行中也会形成裂纹扩展,采用回炉重新铸造方式,成本较高且会对环境造成污染。等离子熔覆技术,作为绿色再制造技术,可以实现工件的修复与再制造。因此,采用等离子熔覆技术在铸铁表面制备熔覆层,对铸铁工件进行修复与再制造,不仅具有较大的
激波管是一种常见的爆炸力学研究平台,在冲击波和超高声速流场研究领域应用广泛。高温高压气体激波管与常规激波管相比,有驱动气体温度高,压力大等特点,这要求膜片在高温下仍能具有可控的爆破性能。膜片的爆破性能对激波管所产生的冲击波的性质有显著地影响。因此,研究膜片的爆破性能对激波管的应用有着重要意义。对于大口径激波管,拱型膜片加工难度较大,平板型膜片是一种较为理想的结构,然而目前国内外对于平板型膜片的研究
本文阐述了五种桩-钉-锚复合加固技术的支护形式,主要研究土钉墙与桩锚联合支护结构和桩锚与土钉复合支护结构,这两种支护类型均属于桩-钉-锚复合加固技术。结合西安某土钉墙与桩锚联合支护结构的工程实例,对传统的土钉墙与桩锚联合支护结构稳定性验算方法进行了比较分析,并利用理正深基坑软件和MIDAS GTS NX软件对土钉墙与桩锚联合支护结构的整体稳定性进行验算,并验证MIDAS GTS NX软件的可靠性;
血液在人体的心脏和血管内循环,是维持人体健康的必要条件。血液中的红细胞会由于身体疾病或者其他原因破裂,导致血红蛋白溢出,即为发生溶血。溶血检测可以及时准确的判断疾病的发生。但是当前溶血检测方法步骤繁琐、存在外污染物等问题。所以如何快速、精确、无污染地完成溶血检测,意义重大,极具探索价值。对于溶血检测而言,关键在于红细胞和游离血红蛋白的有效分离并准确测量游离血红蛋白浓度。本文设计了基于法珀腔折射率测
道路标线作为保证车辆安全行驶的重要导向,常通过符号或文字向驾驶员与行人传达准确的交通信息,然而在使用一段时间后会产生破损和老化,对交通安全造成隐患。关于道路标线的养护,主要依靠人工现场目测并手工修补,为了提高养护效率,本文通过设计基于机器视觉的道路标线破损检测与修补系统,并研究视觉系统的实现原理,提出在划线车底部安装摄像头采集图像数据的方法,从而形成整个系统的总体方案,主要包括:视频图像采集与图像
可见光室内定位技术是一种新型的室内定位技术,它将照明与无线定位有机融合,相较于传统的室内无线定位技术,具有巨大的发展前景。然而现有的可见光室内定位技术难以克服背景噪声和室内反射噪声的干扰,导致系统定位精度降低。本文针对传统基于接收信号强度(Received Signal Strength,RSS)的可见光室内定位系统易受背景噪声和室内反射噪声干扰的问题,将BP神经网络(Back Propagati
无缝钢管是国家基础建设的重要原材料,被广泛应用于石油工程、电力建设、军工制造、航空航天等领域。本文以新研制的新型高强度贝氏体钢无缝管为研究对象,利用硬度-温度法测定了试验材料的相变转变温度,通过力学性能试验、X射线衍射物相分析、金相组织观察和扫描电子显微镜冲击断口形貌及组织观察,研究了热处理工艺对新型高强度贝氏体钢无缝管组织和性能的影响。研究结果表明,采用硬度-温度法测定了新型高强度贝氏体钢无缝管
可见光通信技术(Visible light communication,VLC)是一种利用新型半导体发光二极管(Light Emitting Diode,LED)在提供照明的同时兼顾通信的绿色照明技术,其凭借高保密性、无电磁干扰以及不涉及现行电波法等优势与新型室内照明通信方案尤为契合。但由于非透明物体会阻断可见光的传播,且使用可见光进行上行链路通信时会对人们造成一定的视觉干扰,限制其使用场景。同时