原位AlTiB2复合材料制备及组织性能研究

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1、硕士学位论文原位AI／TiB2复合材料制备及组织性能研究ResearchonPreparationandMicrostructureMechanicalPropertiesofinsituAI／TiB2Composites作者姓名：直磊学科、专业：挝型麦亘王猩学号：21005072完成日期：2013．5．5大连理工大学DalianUniversityofTechnology大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已

2、经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：厘垒坐Z磕望鑫挝垒馒f壹&塑逝蝗绐鳓作者签名：萄盏日。期：趁』至年上月丑日大连理工大学硕士学位论文摘要原位AI／TiB2复合材料因其具有高的比强度、优良的热稳定性，可广泛应用在航空航天、电子、汽车等工业中，因此一直备受研究人员关注。在原位A1／TiB

3、2复合材料的诸多制备方法中，目前应用最广泛的是氟盐反应法。本文主要研究了氟盐的不同加入顺序以及加入方式对制备AI／TiB2复合材料组织的影响，探讨原位TiB2颗粒的形成过程。并进一步制备了AI．Si／TiB2复合材料，讨论TiB2颗粒与初生0【．AI、共晶Si之间的相互影响；在不同的反应温度、保温时间及搅拌工艺条件下，所制得的复合材料的微观组织大不相同，因而具有迥异的综合性能，借助平行试验的方法来获得常规氟盐反应法的最佳工艺参数，讨论工艺条件对复合材料Ti、B收成率以及组织性能的影响。将两种氟盐K

4、2TiF6与KBF4以混合均匀的粉末状加入到熔体中，可以获得理想的A1／TiB2复合材料，而且TiB2的收成率最高。块状形式加入虽然可以促进反应，但TiB2颗粒团聚严重。制各Al—Si复合材料微观组织表明内生的TiB2颗粒可以细化、优化共晶Si，使得共晶Si形貌转变为等轴状。Si与TiB2颗粒的相互作用可以降低TiB2的尺寸，当Si含量达到10％时，TiB2颗粒尺寸由lgm以上降到0．5gm以下。采用优化的混合盐反应法制各TiB2颗粒增强铝基复合材料。结果表明：850oc就可以使原位反应很顺利的进

5、行，保温60分钟可以制备拉伸性能良好的AI／TiB2复合材料，反应过程中施加搅拌降低了复合材料的机械性能。提高搅拌速率可以使聚集的TiB2颗粒分散开来，但同样也使Ti、B的收成率降低。采用优化的混合盐反应法制备的AI一5TiB2复合材料抗拉强度与铝基体相比提高了161％，而延伸率也没有降低。初步研究了预球磨法来减小AI／TiB2复合材料中自生TiB2增强相的尺寸，获得满足Orowan强化机制(小于500rim)的增强相颗粒。并且讨论了球磨和烧结过程对Al厂riB2复合材料中原位生成的TiB2颗粒大

6、小的影响，经过预球磨法制备的具有亚微米级甚至是纳米级增强相的铝基复合材料性能有了极大的提高。关键词：原位复合材料；TiB：颗粒；微观组织；力学性能：原位AI／TiB2复合材料制备及组织性能研究ResearchonPreparationandMicrostructureMechanicalPropertiesofinsituAI／TiB2CompositesAbstractInsituAI／TiB2compositeshavebeenextensivelystudiedduetOtheirhighs

7、pecificstrength，goodthermalstability．Theycanbeusedaspotentialmaterialsforspecificapplicationsinautomobile，chemical，aerospaceandtransportationindustries．AmongvariousmethodstofabricateinsituAI／TiB2composites，thatwhichinvolvesthehalidesaltreactionsisthem

8、ostpopular．Inthispaper，theeffectsofadditionsequenceandadditiveformofthehafidesaltsonthemicrostructuresofA1／TiB2compositeswerestudied．TheinteractionbetweenTiB2particlesandtheeutecticSi．a-AIinA1一Si／TiB2compositeswerealsostudied．Usingdifferentrea