SiC p /Al-Al層狀復合材料制備、顯微結構與力學行為研究
發(fā)布時間：2020-12-17 14:41
本文采用流延成型法與壓力浸滲法制備SiCp/Al-純Al、SiCp/Al-（5083）Al、“磚-泥”SiCp/Al-純Al層狀復合材料。通過金相顯微鏡、掃描電鏡、XRD對復合材料進行微觀表征,并系統(tǒng)的研究了SiCp/Al層厚度、鋁層厚度、不同結構的SiCp/Al層對層狀復合材料力學行為的影響。通過原位觀察,研究層狀復合材料的裂紋擴展行為、利用圖像數(shù)字關聯(lián)（DIC）技術對材料在彎曲過程中應變、應力場的分布、裂紋萌生與擴展等情況進行了研究。本文首先使用流延成型法制備不同厚度SiCp流延片,當PVB:PEG質量比為1:1時,制備SiCp均勻流延片;當PVB:PEG質量比為1:3時,制備出網(wǎng)格狀均勻分布流延片。將流延片與鋁箔交互疊層,制備SiCp-Al預制體,在5MPa壓力冷壓1h,于600℃保溫4h去脂。通過壓力浸滲制備各層分布均勻,界面結合良好的層狀復合材料,利用金相法可知SiCp/Al層中S...
【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】：78 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
Mg/Al擠壓復合工藝示意
Changzeng Luo 等人[30]采用兩步熱軋制工藝制備了 Al/Mg/Al 層狀復合材料，進行第一步的軋制過程后，界面處沒有界面反應物，而第二部軋制的過程產(chǎn)生了界面反應物，加強界面結合。C.Y. Liu 等人[31]在制備 Mg/Mg 和 Mg/Al/Mg層狀復合材料時同樣使用了熱軋法，軋制過程中的壓力和軋制速度對結合層均有影響。為了克服單種制備方法的缺點，人們嘗試將多種制備方法相結合。例如，Wang 等[32]對比了氫氣氣氛中擴散連接＋多道次冷軋、退火和單獨采用熱軋工藝制備的 Mo/Cu 層狀復合材料，發(fā)現(xiàn)利用多工藝相結合的方法可以很好地實現(xiàn)界面連續(xù)性和一致性，保證了良好的界面強度，這對層狀復合材料的力學性能提高有利。Mizuuchi 等[33, 34]將電火花等離子燒結技術與真空熱燒結工藝(PCHP)相結合，成功解決了軋制和熱壓過程中需要加熱加壓的能耗問題及制備周期長的問題，具體操作步驟如圖 1-2 所示，所得材料的致密度有所提高，同時材料的均勻性也有所改善。因此，多種工藝結合的層狀復合材料制備手段是值得研究的。本文綜合考慮上述提到的問題，提出一種新型的制備技術，實現(xiàn)了材料致密性和均勻性的提高。
哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位對比發(fā)現(xiàn)，SiC 材料作為一種非氧化物陶瓷，除具有耐磨、耐還具有較高的高溫強度和優(yōu)良的抗熱沖擊性和高溫抗蠕變性，選用的陶瓷材料，但其固有的脆性卻限制了它的使用場合。因作為增強相制備金屬基復合材料。上所述，層狀復合材料目前的研究主要集中于金屬/陶瓷相層狀而對于復合材料/金屬層狀復合材料的研究極少。狀復合材料的強韌化機制狀復合材料的力學性能不僅與增強層厚度、增韌層厚度以及它有關，還受層間結合強度的影響。層間結合強度較低時，裂紋會沿著界面偏轉并進一步擴展，如紋的形成增加，使得斷裂吸收能增加，對斷裂斷裂吸收能有利
【參考文獻】：
期刊論文
[1]等徑角擠壓層狀復合材料的擴散連接（英文）[J]. I.ANSARIAN,M.H.SHAERI. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2017(09)
[2]金屬間化合物對累積疊軋Mg/Al多層復合板材斷裂過程的影響（英文）[J]. 常海,鄭明毅. 稀有金屬材料與工程. 2016(09)
[3]鋁基復合材料國內(nèi)外技術水平及應用狀況[J]. 張文毓. 航空制造技術. 2015(03)
[4]顆粒增強鋁基復合材料研究與應用發(fā)展[J]. 樊建中,石力開. 宇航材料工藝. 2012(01)
[5]SiC/C層狀陶瓷的斷裂行為研究[J]. 李冬云,喬冠軍,金志浩. 稀有金屬材料與工程. 2003(08)
[6]SiC-W層狀復合材料增韌機理分析[J]. 高永毅,焦群英,鄭仕遠. 中國農(nóng)業(yè)大學學報. 2002(02)
[7]SiC/W層狀復合材料的制備工藝與力學性能[J]. 羅永明,潘偉,陳健,鄭仕遠,歐陽俊,袁廣江. 炭素技術. 2000(04)
[8]陶瓷強韌化新紀元——仿生結構設計[J]. 黃勇,李翠偉,汪長安,昝青峰,李淑琴. 材料導報. 2000(08)
[9]相變增韌和層狀復合協(xié)同強韌化Al2O3陶瓷[J]. 楊輝,吳義兵,葛曼珍. 陶瓷學報. 1998(04)
[10]Al2O3/W層狀復合材料性能及微觀結構研究[J]. 黃奇良,潘偉. 廣西民族學院學報(自然科學版). 1998(04)
博士論文
[1]Al2O3陶瓷基層狀復合材料的制備和性能研究[D]. 黃康明.華南理工大學 2011
本文編號：2922217
【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】：78 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
Mg/Al擠壓復合工藝示意
Changzeng Luo 等人[30]采用兩步熱軋制工藝制備了 Al/Mg/Al 層狀復合材料，進行第一步的軋制過程后，界面處沒有界面反應物，而第二部軋制的過程產(chǎn)生了界面反應物，加強界面結合。C.Y. Liu 等人[31]在制備 Mg/Mg 和 Mg/Al/Mg層狀復合材料時同樣使用了熱軋法，軋制過程中的壓力和軋制速度對結合層均有影響。為了克服單種制備方法的缺點，人們嘗試將多種制備方法相結合。例如，Wang 等[32]對比了氫氣氣氛中擴散連接＋多道次冷軋、退火和單獨采用熱軋工藝制備的 Mo/Cu 層狀復合材料，發(fā)現(xiàn)利用多工藝相結合的方法可以很好地實現(xiàn)界面連續(xù)性和一致性，保證了良好的界面強度，這對層狀復合材料的力學性能提高有利。Mizuuchi 等[33, 34]將電火花等離子燒結技術與真空熱燒結工藝(PCHP)相結合，成功解決了軋制和熱壓過程中需要加熱加壓的能耗問題及制備周期長的問題，具體操作步驟如圖 1-2 所示，所得材料的致密度有所提高，同時材料的均勻性也有所改善。因此，多種工藝結合的層狀復合材料制備手段是值得研究的。本文綜合考慮上述提到的問題，提出一種新型的制備技術，實現(xiàn)了材料致密性和均勻性的提高。
哈爾濱工業(yè)大學工程碩士學位對比發(fā)現(xiàn)，SiC 材料作為一種非氧化物陶瓷，除具有耐磨、耐還具有較高的高溫強度和優(yōu)良的抗熱沖擊性和高溫抗蠕變性，選用的陶瓷材料，但其固有的脆性卻限制了它的使用場合。因作為增強相制備金屬基復合材料。上所述，層狀復合材料目前的研究主要集中于金屬/陶瓷相層狀而對于復合材料/金屬層狀復合材料的研究極少。狀復合材料的強韌化機制狀復合材料的力學性能不僅與增強層厚度、增韌層厚度以及它有關，還受層間結合強度的影響。層間結合強度較低時，裂紋會沿著界面偏轉并進一步擴展，如紋的形成增加，使得斷裂吸收能增加，對斷裂斷裂吸收能有利
【參考文獻】：
期刊論文
[1]等徑角擠壓層狀復合材料的擴散連接（英文）[J]. I.ANSARIAN,M.H.SHAERI. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2017(09)
[2]金屬間化合物對累積疊軋Mg/Al多層復合板材斷裂過程的影響（英文）[J]. 常海,鄭明毅. 稀有金屬材料與工程. 2016(09)
[3]鋁基復合材料國內(nèi)外技術水平及應用狀況[J]. 張文毓. 航空制造技術. 2015(03)
[4]顆粒增強鋁基復合材料研究與應用發(fā)展[J]. 樊建中,石力開. 宇航材料工藝. 2012(01)
[5]SiC/C層狀陶瓷的斷裂行為研究[J]. 李冬云,喬冠軍,金志浩. 稀有金屬材料與工程. 2003(08)
[6]SiC-W層狀復合材料增韌機理分析[J]. 高永毅,焦群英,鄭仕遠. 中國農(nóng)業(yè)大學學報. 2002(02)
[7]SiC/W層狀復合材料的制備工藝與力學性能[J]. 羅永明,潘偉,陳健,鄭仕遠,歐陽俊,袁廣江. 炭素技術. 2000(04)
[8]陶瓷強韌化新紀元——仿生結構設計[J]. 黃勇,李翠偉,汪長安,昝青峰,李淑琴. 材料導報. 2000(08)
[9]相變增韌和層狀復合協(xié)同強韌化Al2O3陶瓷[J]. 楊輝,吳義兵,葛曼珍. 陶瓷學報. 1998(04)
[10]Al2O3/W層狀復合材料性能及微觀結構研究[J]. 黃奇良,潘偉. 廣西民族學院學報(自然科學版). 1998(04)
博士論文
[1]Al2O3陶瓷基層狀復合材料的制備和性能研究[D]. 黃康明.華南理工大學 2011
本文編號：2922217
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