无压浸渗法制备sicpal复合材料的研究

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1、硕上论文无压浸渗法制备SiCp／AI复合材料的研究摘要高体积分数SiCp／A1复合材料具有比强度高、耐磨性好和尺寸稳定性好等优点，被广泛应用于航空航天、军事武器、汽车以及电子封装等方面。无压浸渗法在制备高体积分数SiCp／A1有着显著的低成本优势和最强的近净形制备能力，但是SiC和A1之间的化学相容性差导致SiC／A1系统的润湿性较差，而且在无压浸渗温度下由于SiC的分解易生成有害界面反应产物A14C3。本课题主要研究了SiC的表面改性、铝合金成分和各工艺参数对无压浸渗工艺和复合材料性能的影响，以得出较佳的制备工艺过程。为改善SiC的润湿性，对SiC颗粒分别进行高温氧化和表面化学

2、镀镍处理，研究表明这两种方法均能显著改善SiC／Al的润湿性，促使界面形成新相加强界面结合，有效保护SiC不被Al液侵蚀。A1基中添加的Mg元素在浸渗过程中起促进剂的作用，扩散并富集于SiC／A1界面上的Mg与铝液表面的氧化膜发生反应，降低界面张力，提高SiC／A1的湿润性。趾基中添加一定含量的Si元素可以抑制不利的界面反应。N2作为浸渗保护气氛，不但可防止原材料氧化，而且可以固定合金元素Mg。1100℃的浸渗高温促进铝表面的A1203膜破坏，以改善铝与SiC颗粒的润湿性。2h的浸渗保温时间使SiCp／A1复合材料充分致密化，致密度可达97％以上。复合材料的硬度和抗弯强度均随着S

3、iC颗粒尺寸的减小和致密度的提高而增大，其中以240目SiC制备的复合材料综合力学性能较佳。SiC／A1的界面结合紧密有利于提高复合材料的力学性能。关键词：SiCp／A1复合材料；无压浸渗；SiC预氧化；镀镍；合金元素；界面硕士论文AbstractHigh-volumeSiC舢compositematerialshavemanyexcellentpropertiessuchashighstrength，wellwearresistanceandgooddimensionalstability,SOtheycouldbeusedinaerospace,militaryweapons

4、，carsandelectronicpackaging,etc．ThepressurelessinfiltrationofSiCporousperformsbyliquidaluminumisasimpleandeconomicroutefortheproductionofhigh—volumeSiCp／A1composites．WeCanobtainnear-ornet-shapecompositeswithuniforilldistributionofthereinforcementsandhighdimensionalstabilitybythisway．However，w

5、ithlowchemicalcompatibility,SiC／A1systemhaspoorwettability．Inaddition，atthepressurelessinfiltrationtemperature；thereexiststhepotentialforthedevelopmentoftheharmfulreactionwhichproductA14C3ontheA1／SiCinterface．TmspaperinvestigatedtheeffectofthesurfacemodificationoftheSiCp，thecomponentsofalumin

6、umalloyandalltechnicalparameterstopressurelessinfiltrationtechniquesandpropertiesofcompositematerialstogetbeRerpreparationprocess．InordertoimprovethewettabilityofSiC，wecouldformacoatingofSi02bythepassiveoxidationoftheSiCandchemicalplatingofNirespectively．Researchesshowedthatthesetwomethodscan

7、significantlyimprovethewettabilityofSiC／A1system，andtheformationofnewphasesinducedastrongbondingbetweenthematrixandthereinforcementwhichpreventedthepotentialproductionofAhC3．ThepresenceofMginA1matrixcouldpromotepressurelessinfiltration．Themai