【摘 要】
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颗粒增强镁基复合材料因具有成本低、制备和加工相对容易等特点,同时在力学性能上也具有一定优势,成为近年研究热点之一。不同颗粒以及不同尺寸颗粒混杂增强镁基复合材料因其优异的力学性能而被广泛应用。本文分别采用微波烧结与热压烧结法制备微米SiC颗粒增强AZ91D镁基复合材料（SiCp/AZ91D）,微米SiC和微米B4C混杂增强AZ91D镁基复合材料（（SiC+B4C）p/AZ91D）以及纳米SiC和微米
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颗粒增强镁基复合材料因具有成本低、制备和加工相对容易等特点,同时在力学性能上也具有一定优势,成为近年研究热点之一。不同颗粒以及不同尺寸颗粒混杂增强镁基复合材料因其优异的力学性能而被广泛应用。本文分别采用微波烧结与热压烧结法制备微米SiC颗粒增强AZ91D镁基复合材料（SiCp/AZ91D）,微米SiC和微米B4C混杂增强AZ91D镁基复合材料（（SiC+B4C）p/AZ91D）以及纳米SiC和微米B4C混杂增强的AZ91D镁基复合材料（（n-SiC+B4C）p/AZ91D）,研究了烧结温度、烧结时间和增强相含量等对复合材料组织和性能的影响。结果表明:微波烧结温度550℃,保温30 min条件下得到的复合材料组织较为均匀、致密。三种体系下的镁基复合材料主要由α-Mg、Mg17Al12和相应的增强相构成。随着增强相含量的提高,SiCp/AZ91D镁基复合材料和（SiC+B4C）p/AZ91D镁基复合材料的相对密度下降,显微硬度升高,抗压强度先升后降,两种复合材料均在增强相含量为15%时获得较好的综合力学性能。15%SiCp/AZ91D镁基复合材料显微硬度、室温压缩强度分别为118.21HV和355.2MPa,相对于纯AZ91D镁基合金的79.9HV和148.5MPa,分别提高了47.82%和139.19%。15%（SiC+B4C）p/AZ91D镁基复合材料显微硬度和室温压缩强度分别为166.16HV和326.3MPa,相对于纯AZ91D镁基合金提高了107.78%和119.73%。添加适量的增强相,可使复合材料磨损率下降,耐磨性提高。（n-SiC+B4C）p/AZ91D复合材料在n-SiC与B4C比例为1.5:13.5时性能最佳,其显微硬度和室温压缩强度分别为145.1 HV和275.1 MPa,比单粒径混杂增强有所降低,而耐磨性有所提高。热压烧结温度530℃,压力30 MPa,保压30 min条件下得到的复合材料组织较为均匀、致密。三种体系下的镁基复合材料仍主要由α-Mg、Mg17Al12和相应的增强相构成。随着增强相含量的提高,SiCp/AZ91D镁基复合材料和（SiC+B4C）p/AZ91D镁基复合材料的相对密度略有下降,但均维持在98%以上,而显微硬度升高,抗压强度先升后降,两种复合材料均在增强相含量为15%时综合性能最佳。15%SiCp/AZ91D镁基复合材料显微硬度和室温压缩强度别为183.22HV和428.3MPa,相对于纯AZ91D镁基合金的81.52 HV和300.6 MPa,分别提高了124.75%和42.48%。15%（SiC+B4C）p/AZ91D镁基复合材料显微硬度和室温压缩强度分别为195.83HV和466.7MPa,相对于纯AZ91D镁基合金提高了140.22%和55.26%。增强相颗粒的添加使得复合材料的磨损率较基体均有不同程度的减小。（n-SiC+B4C）p/AZ91D复合材料在n-SiC与B4C比例为1.5:13.5时综合性能最佳,其显微硬度和室温压缩强度分别为224.58 HV和459.2 MPa。与单粒径混杂相比,耐磨性也有所提高。相比于微波烧结,热压烧结法制备的复合材料具有更高的相对密度、显微硬度和抗压强度,其耐磨性也更佳。
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