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《新型复式连通SiC_390Al复合材料的制备和性能.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第卷第期材料研究学报年月新型复式连通复合材料的制备和性能赵龙志曹小明胡宛平张劲松中国科学院金属研究所,用挤摘要以空心多孔泡沫陶瓷为增强体压铸造法制备了新型复式连通双连续相复合材料,研究,以及复合材料中的界面对力学性能的影响结了泡沫陶瓷骨架筋的结构对复合材料的影响果表明,空心多孔泡沫陶瓷与复合后形成了复式连通双连续相复合材料,具有独特的互穿式界面结构,材料界,面的结合优异随着复合材料界面结合的加强和泡沫增强体的复合韧化复合材料的屈服强、度压缩强度和弯曲强度明显提高,韧性显著增强,空心多孔泡沫陶瓷,,界,力学
2、性能关锐词复合材料复式连通面结合分类号文章编号一一一,,玩亡亡。亡亡人饭。。,仇絮云叼仰,,,,卜四··妙,,勿而,而,而,,,,而复合材料具有优异的物理性能和力学性能,是航空航天、汽车工业以及其他许多应用的理想材料比,而陶瓷增强体的不连续性和陶瓷与金属的不润湿使陶瓷颗粒很难均匀地分布年月日收到初稿年月日收到修改稿,,,中本文联系人张劲松研究员沈阳市国科学院金属研究所材料研究学报蜷在金属基体中,影响了其性能的提高,陶瓷相的不连续性也使顺粒增强金属基复合材料很难应用于多功能材料双连续相复合材料由于其特有的拓
3、扑结构填补了这项空白’双连续相增强体,,通常包括微孔陶瓷和泡沫陶瓷微孔陶瓷的制备成本较高而使用泡沫陶瓷作为增强体将会大大降低双连续相复合材料的制备成本,愉化材料的制备工艺金属与脚瓷的不润摄影响着复合材闷,,料的连续性因此双连续相复合材料的界面连续性成为人们研究的一个重点目前人们对微孔陶瓷增强金低,属基复合材料研究比较多但是关于泡溥询瓷增强金属基复合材料的报道比较少本文制备出了空心多孔泡沫陶瓷增强的新型复合材料,研究其界面对力学性能的影响实验方法实验用泡沫陶瓷增强体是采用反应烧结法制备的图,包括实心致密泡沫
4、骨架和空,,心多孔陶瓷骨架骨架的体积分数都为泡沫陶瓷的孔径约为骨架筋的葺径约为卜,一,,复合材料的基体叨铝合金的成分为复合材料的坯料是直径为厚的圆盘材料复合的主要工艺参数为骨架预热温,,,,,度为℃,℃保压时间为自然卸压时间为复合压力为浇注温度为模具预热温度为℃材料在复合出模后,在℃,然后随炉冷却保温至室温用线切割机将复合材料切成尺寸为的试样,在一方能实验机作压缩试验,加载速度为。弯曲样品的尺寸为,弯曲实验在一,,,万能实验机上进行载荷为加载速率为跨距为在扫描电子显微镜和金相显微镜下观察材料的形貌结果与讨
5、论增强相的结构和形貌特征复式连通双连续相复合材料的增强相为空,心多孔泡沫陶瓷与实心泡沫陶瓷在形貌有很大的,区别图虽然在宏观上两者都具有泡沫连通网络结构但是它们的筋的结构和形貌明,显不同实心致密泡沫陶瓷的一根筋可以看成一个实心致密的陶瓷棒图空心多孔的图泡沫陶瓷增强体期赵龙志等新型复式连通复合材料的制备和性能泡沫陶瓷的筋却是一根空心多孔的陶瓷管图在形貌上,实心致密的泡沫陶瓷的筋的表面致密,没有任何孔隙图,减少了界面的结合面积,对机械结合的界面非常不利空心多孔结构,,的泡沫陶瓷表面具有复杂的结构图既增加了复合材
6、料的界面接触面积又使复合材料的宏,可观界面转变成复杂的微观界面空心多孔结构泡沫陶瓷筋的整体为疏松多孔结构图以使基体和增,强体真正地复合为一个整体是材料复合时所需要的理想结构图泡沫陶瓷增强体筋的表面形貌即图泡沫陶瓷增强体筋的横截面复式连通双连续相复合材料的形貌,而且在骨架筋的中复式连通是指基体合金不但在陶瓷骨架的泡沫孔内是连通的心孔内也是连通的由图可知,在空,心多孔的泡沫陶瓷中充满了合金形成了复式连通双连,,续相复合材料空心多孔泡沫骨架具有特殊的筋结构整个筋为疏松多孔的结构各个孔又连续贯,,通图图材料复合以
7、后陶瓷骨架的筋本身即为复合材料复式连通双连续相复合材料研究学报卷材料的界同,,面结合良好由于陶瓷筋的多孔结构基体合金填满了骨架的微观孔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基体的膨胀系数比增强相热膨胀系数大,在这种微观的包夹结构的界面上陶瓷受到压应力,因此陶瓷受到基体合金的包夹作用,从而使得机械结合的界面更加牢固图复合材料的宏观形貌即一复式连通双连续相复合材料的力学性能复,合材料的压缩性能从表可以看出复合材料的力学性能比基体的力学性能都,,有不同程度的提高其中复式连通复
8、合材料提高的幅度最大从热力学的观点分析复合材料的基体与增强体之间可能发生界面反应,但基体氧化膜的保护作用成了反应的动力学障碍,,,同时由于挤压铸造法复合材料时时间很短大约界面的保护膜来不及破坏因此由该,,,方法制备的复合材料的基体与增强体之间既不相互反应也不互相溶解形成的界面徽观上是,,平整的只有分子层厚度在界面中除了原有的物质外没有其它物质这种界面的结合为机械结,合主要依靠增强体粗糙表面的机械锚合力和基体的收缩力包紧增强体产
