电磁离心铸造陶瓷颗粒增强铝基复合材料的研究

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1、辽宁工程技术大学硕士学位论文摘要采用电磁离心铸造工艺制备了两种不同粒度的SiC颗粒增强Al基功能梯度复合材料，制备了粒度相同的密度大于Al的SiC。与密度小于Al的B4C。同时增强Al基功能梯度复合材料，测定了不同磁场强度下各种颗粒在基体中的分布情况。结果表明，在相同磁场强度下，小粒度颗粒更容易分布均匀，低磁场强度容易使密度小于基体的B4C颗粒分布均匀，密度大于基体的SiC颗粒容易在较高的磁场强度下分布均匀。测试了不同粒度增强基体均匀分布的材料的硬度和耐磨性，分析了颗粒分布对复合材料的硬度和耐磨性的影响。本文采用连续性介质理论结

2、合外加颗粒在离心力场中的运动规律，及液态金属在离心力场、电磁力场中的运动规律，基于柱坐标系建立了离心力场、电磁力场下复合材料中外加颗粒沿径向的一维分布数学模型。采用该数学模型模拟了电磁离心铸造SiC。／A1复合材料不问磁场强度和不同粒度时SiC颗粒在基体Al中分布；模拟了SiC。／Fe复合材料中SiC颗粒的分布。同时将模拟结果与自测的数据以及文献中的数据进行了比较，两者吻合程度较好，验证了模拟的可信度。关键词：电磁离心铸造：陶瓷颗粒；建模；功能梯度材料；粒度；密度辽宁工程技术大学硕士学位论文ABSTRACTTwodifferen

3、tA1matrixfimctionalgradientmaterials，onereinforcedbytwodifferentgranularitySiCpandtheotherbySiCpandB4Cpinthesamesize，werepreparedbyElectromagneticCentrifugalCasting(EMCC)．neparticledistributioninthecompositeswhichwerepreparedwithdifferentmagneticfieldstrengthwasteste

4、d．Resultsshowthatitismucheasierforthesmallerparticlestoscatterevenlywiththesamemagn蛳cfieldstrength．TheB4CpwhosedensityissmallerthanA1scatterevenlywithlowermagneticfieldstrength；yettheSiCpwhosedensityislargerthanA1scatterevenlywithhighermagneticfieldstrength．Thehardne

5、ssandtheabrasionresistanceofthetwocompositesweretested．andthee丘．ectofparticledistributiontothesemechanicalpropertiesofthecompositeswasstudied．TheonedimensionnumericalmodelofparticlereinforcedAImatrixcompositeinthemagneticfieldandthecentrifugalfieldwasfoundedbasedOilc

6、ylindricalcoordinates，whichresortstothetheoryofcontinuitymedium，thelawofliquidmetalinthemagneticfieldandthemotionlawofparticlesinthecentrifugalfield．Basedonthismodel，theSiCparticledistributioninSiCp／AIbyEMCCwasmodeledandtheSiCparticledistributionofSiCffFebyEMCCwasals

7、omodeledanddiscussed．KeyWords：ElectromagneticCentrifugalCastle；Functionalgradientmaterial；Particledistribution；Numericalmodel；Particlesize；Density本论文的研究受辽宁省教育厅高等学校科学研究基金项目资助项目编号：A：No．990621074辽宁工程技术大学硕u上学位论文1绪论随着近代高新技术的发展。对材料不断提出多方面的性能要求。推动着材料向高比强度、高比刚度、高比韧性、耐高温、耐腐蚀、

8、抗疲劳等多方而发展。复合材料的出现在很大程度上解决了材料当前而临的问题。推进了材料的进展。对于复合材料，有不同种定义，一种认为复合材料是由高强度相和高韧性相二者组成的材料。同时，复合材料也指这样一种材料体系，即它是由连续体和分布于其上的不连续体组成，通过汲取各组