MgAl,2O,3复合材料制备及其性能研究

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1、济南大学硕士学位论文摘要Mg具有比重轻、比强高、易切削加工、回收等优点，但其塑性变形能力差、耐磨性差：～203具有重量轻、耐高温、耐磨损、高温抗氧化等优点。因此，研究和开发集金属和陶瓷优点于一体的Mg／A1203复合材料，对改善Mg的塑性、耐磨性，提高AlzO，韧性具有重要的意义。Mg与A1203具有良好的化学相容性，但烧结温度和热膨胀系数相差较大，本论文研究利用负压浸渗法制各M∥A1203复合材料，即将金属Mg高温熔融渗透到多孔～203陶瓷预制件中，制备出具有拓扑结构的双连续相复合材料。研究主要

2、分为两部分，一是A1203空心多孔陶瓷的制备与性能表征，二是复式双连续相M∥A1203复合材料的制备及性能表征。利用有机泡沫浸渍工艺制备多孔陶瓷，使用设备少，制备成本低，工艺过程易控制。制备的多孔陶瓷具有连续开孔三维网状空心骨架结构．其开孔气孔率高。通过涂覆处理，使多孔陶瓷整个结构与孔筋厚度非常均匀。随着涂覆次数的增加，孔筋厚度明显增加，孔径也相应的减小，iL隙率减小。多孔陶瓷的弯曲强度和抗压强度随孔隙率的减少而增大。实验选用最佳烧结工艺为烧结温度1650℃，保温1h，可获得抗压强度和弯曲强度较高

3、且保持了较好的骨架形貌的多孔陶瓷。利用负压浸渗法制各复式连通双连续相M∥A1203复合材料，负压牵引促进了金属液与多孔陶瓷的浸渗，提高温度破坏金属液表面的氧化膜，促进了金属液的充分浸渗，获得较好的物理结合和化学结合。当金属熔炼温度800℃，陶瓷骨架预热温度700℃，保温5min，制备出的复合材料．金属填满了骨架的微观孑L洞，使得复合材料的宏观界面变成了微孔洞之间的微观界面，形成了独特的互穿式界面，从而使得机械结合的界面更加牢固，其相对密度达到95．6％。对复式连通双连续相M∥A1203复合材料试样

4、做线扫描分布，在界面处明显存在扩散层，生成少量的Mg舢204和A13M92产物。因此，Mg／A1203复合材料中陶瓷和金属的结合包括机械结合、扩散结合和化学结合，多种结合形式的同时作用，使复式连通M∥A1203复合材料具有优良的性能。随着A1203陶瓷体积分数的增大，多孔陶瓷孔筋厚度逐渐增大，复合材料中陶瓷相增多，金属相减少，孔筋由金属陶瓷复合筋逐渐变为“夹层式”孔筋，复合材料承受拉应力和压应力的能力逐渐减弱，韧性逐渐降低，因此，试样的弯曲强度和断裂韧性值不断减小。复式连通双连续相M∥烈203复合

5、材料的干摩擦磨损性能明显优于基体金属，随着～203体积分数的增加，其磨损率降低。多孔陶瓷在磨损表面形成硬的微凸体起承载作用，抑制基体合金的塑性变形和高温软化，减少摩擦盘同基体合金的接触，减轻粘着磨损，有利于氧化膜在磨损表面的留存，故复合材料表现出良好的干摩擦磨损性能。关键词：M非1203复合材料；有机泡沫浸渍工艺：真空浸渗法；多孔陶瓷；性能¨济南大学硕士学位论文ABSTRACTMgisamaterialthathastheadv柚tagesof1i91ltspccificweigllt，highs

6、pecificstrcn酵h，cutandreclaimeasily'butthedisadVantagesindudingofbadplasticyieldandbadwea卜rcsistingpropertieslimilitsappljcatj咖s．A5A1203haVetheadVaIItagesofliglltwejg

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9、硒cientofthe咖alexpansionsandsinterjngtemperature．ThjspapermainlydiscIlsseshowtoprepafetheM∥AJ203compositeswithtlledouble-interpenetratingconst八lctionbythemeIhodofmoltenliquidfomjngthatmoltenMginhightemperaturcandthencastitintoA1203pomusceramjcp