动态热压烧结工艺制备sicltpgtfe复合材料的研究

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1、东北大学硕士学位论文摘要动态热压烧结工艺制备SiCp／Fe复合材料的研究摘要本文对常规热压烧结工艺与电流直加热热压烧结工艺制各SiCP／Fe复合材料进行了系统研究。在常规热压烧结工艺中从控制压力、感应电压、升温时间、保温时间、SiC体积百分含量五个方面进行了研究。在电流直加热热压烧结工艺中通过控制升温时间、烧结时间、脉冲间隙和脉冲循环次数等工艺参数对此工艺进行了较为具体深入的研究。之后，重点测试了材料的密度，布氏硬度，抗弯强度和拉伸强度，并应用SEM和EDS等分析技术对部分样品的显微组织及断口形貌进行了分析。实验结果表明，在常规热压烧结工艺中，一定范围内，随压力的增加、初定感应

2、电压的降低，材料的力学性能有所上升。在压力为40Mpa、初定感应电压为390V条件下进行实验。最有利于材料性能的提高。在此实验条件下，当加热时间350s、保温时间420s最适宜。若烧结时间短，则材料烧结不充分，烧结时间长，很容易诱发SiC。分解而发生界面反应，从而恶化界面结构及材料性能。在电流直加热热压烧结工艺中，随直接升温时间的延长．材料性能明显升高，当直接升温190s后采用间隙为2／0．8s的脉冲电流烧结360s时，材料性能较好。在只采用脉冲电流进行烧结时，随脉冲间隙的减小与循环次数的增加，材料性能提高，当脉冲间隙为3／0．5s烧结时间1100s时，材料性能较高。研究结果表

3、明，采用常规动态热压烧结工艺制备SiCp／Fe复合材料，制备时间较长，而且材料性能也不够理想，其中材料最优性能为密度6．9889／cm3，布氏硬度147HB，抗弯强度614．4Mpa。采用电流直加热热压烧结工艺制备SiCp／Fe复合材料，不仅烧结时间短而且材料性能也较高，其中材料最优性能为密度7．382g／em3，布氏硬度406HB，抗弯强度1533Mpa。主要由于此工艺采用了模腔内嵌绝缘陶瓷片的铁模具，电流直接通过样品进行瞬间高温通电烧结，材料在电流的作用下通过自身电阻加热有利于塑性变形，坯体中空隙与疏松等缺陷得到较好的焊合，颗粒牢牢地结合成致密的统一体，因而性能大大提高。综

4、合来看，采用电流直加热热压烧结工艺制备SiCp／Fe复合材料能获得理想的综合性能，且制件周期短，工艺简单，故此工艺是制备SiC／Fe复合材料的有效手段。关键词：材料制各，铁基复合材料，动态热压烧结，力学性能，显微组织东北大学硕士学位论文ABSTRACTInvestigationofaDynamicHotPressSinteringProcesstomanufactureSiCParticleReinforcedIronMatrixCompositesAbstractConventionalhotpresssinteringprocessandaspecimencurrenthe

5、atinghotpresssinteringprocesswerestudiedsystematicallyinordertomanufactureSiCparticlereinforcedironmatrixcomposites。TheconventionalhotpresssinteringprocesswasinvestigatedfromfiveNears：pressure，voltage，initialheatingtime，keepingtimeandvolumefractionofSiC．Thecurrentheatinghotpresssinteringproc

6、esswasfurtherstudiedfromfourfactors：initialheatingtime，keepingtime，currentpulseintervalandpulsetime．Andthenmechanicalpropertiessuchasdensity,Brinellhardness，bentstrengthandtensilestrengthweremeasuredtoevaluatetheoptimalprocessparameters．ThemicrostructureandfracturesurfacesoftheSiCp／Fecomposi

7、teswerealsostudiedusingSEMandEDStechnologies协interpretthetestresults．ItisshownthatmechanicalpropertiesofSiCp／Fecompositeincreasewiththeincreasingpressurebutwithdecreasingvoltageintheconventionalhotpresssinteringprocess．Itisfoundthatpressure40MPaand