【正文】 探討了不同的反應(yīng)工藝參數(shù)對(duì)復(fù)合材料組織性能的影響，通過(guò)實(shí)驗(yàn)方案，熔鑄溫度對(duì)鋁基復(fù)合材料性能的影響因素進(jìn)行了研究，并最終找到最佳的熔鑄溫度。從而通過(guò)顯微組織的關(guān)系對(duì)Al3Nb顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的力學(xué)性能進(jìn)行分析。由于具有復(fù)雜的晶體結(jié)構(gòu)和有限的滑移帶，鈮鋁金屬間化合物的室溫塑性和韌性差，因此，提高延性和增韌是其獲得工業(yè)應(yīng)用的必備條件。金屬間化合物與鋁基體的熱膨脹系數(shù)相近，相對(duì)陶瓷而言，有小的脆性。本課題采用原位反應(yīng)法制備復(fù)合材料，反應(yīng)物在熔體內(nèi)與基體發(fā)生反應(yīng)生成增強(qiáng)相。主要技術(shù)指標(biāo)：軸向試驗(yàn)力工作范圍 10100N試驗(yàn)力示值相對(duì)誤差 177。對(duì)其中幾臺(tái)進(jìn)行下介紹： ①蔡司光學(xué)顯微鏡（德國(guó)Axioimager）組成：又反射光照明器，聚焦轉(zhuǎn)換器，觀察筒和載物臺(tái)等部分組成功能：觀察金屬組織，拍攝圖像，同時(shí)可進(jìn)行組織分析。電子束熔煉、真空或氬電弧熔煉、等離子電弧熔煉是熔鑄NbAl 合金的常用方法。配好爐料后開(kāi)始給電阻爐升溫，本組實(shí)驗(yàn)需要兩個(gè)電阻爐，一號(hào)高溫電阻爐用于爐料的熔煉，二號(hào)中溫電阻爐用于金屬型模具的預(yù)熱。設(shè)置變量熔鑄溫度750℃、800℃、850℃、 900℃制備復(fù)合材料，反應(yīng)物選擇10%的Nb（占鋁的百分含量），且加入冰晶石(六氟鋁酸鈉Na3AlF6)與Nb比為1:4，投入到坩堝中，攪拌10分鐘，使它們充分反應(yīng)，保溫40分鐘，再充分的攪拌，澆入預(yù)熱鋼質(zhì)模具中，等到澆鑄后的試件冷卻后將其從模具中取出。(2)在水平工作臺(tái)上依次使用砂粒度為500、800、1200、1500、2000的金相水磨砂紙將樣品的平面磨光，直到試件表面無(wú)明顯劃痕時(shí)（也就是在磨制一段時(shí)間后將試樣沿磨制方向旋轉(zhuǎn)90。在拋光機(jī)的拋盤(pán)上裝上粗拋光布，將裝水的礦泉水瓶中加入拋光粉，使其均勻混合。 (4)粗拋光后就可以精拋光了，同粗拋光一樣，只不過(guò)在拋光過(guò)程中需要使用精拋光布，而且要在試件表面涂抹拋光膏（拋光膏可以更好的打磨試樣表面的劃痕），并需要不斷地向精拋光布上噴灑混有洗潔精的水。腐蝕原理是由于晶界上原子排列不規(guī)則，具有較高自由能，所以晶界易受腐蝕而呈凹溝，使組織顯示出來(lái)，在顯微鏡下可以看到多邊形的晶粒。注意事項(xiàng)：，無(wú)贓物，無(wú)劃痕，否則腐蝕后拋光面有許多黑色污點(diǎn)，而且劃痕會(huì)更加清晰可見(jiàn)嚴(yán)重影響組織形貌的觀察和組織的分析。第三章 試驗(yàn)結(jié)果及分析 圖31 不同處理狀態(tài)下鋁基原位復(fù)合材料的金相顯微組織a為純鋁組織，b為熔鑄溫度750℃組織在熔鑄溫度為750℃組織與純鋁的組織圖對(duì)比可以看出有少量Al3Nb顆粒增強(qiáng)體生成分布于鋁基中，其含量較少且分布不均勻，Al3Nb顆粒增強(qiáng)體多成點(diǎn)鏈狀分布于鋁基中，所以在此溫度大量的Nb粉和純鋁并沒(méi)有完全反應(yīng)生成Al3Nb顆粒溶于基體中。圖34 不同處理狀態(tài)下鋁基原位復(fù)合材料的金相顯微組織a為純鋁組織，b為熔鑄溫度900℃組織在熔鑄溫度為900℃組織與純鋁的組織圖對(duì)比可以看出幾乎沒(méi)Al3Nb顆粒增強(qiáng)體生成分布于鋁基中，再此溫度下Al3Nb顆粒增強(qiáng)體很少溶于鋁基體中 ，所以在此溫度大量的Nb2O5粉和純鋁并沒(méi)有完全反應(yīng)生成Al3Nb顆粒溶于基體中?！娼M織,Al3Nb顆粒增強(qiáng)體生成分布于鋁基中，大部分粒狀的Al3Nb顆粒增強(qiáng)體多成團(tuán)狀聚集分布于鋁基中。2. 在熔鑄溫度為800℃，Al3Nb顆粒增強(qiáng)體生成分布于鋁基中，對(duì)其抗磨損的程度比較好。試樣硬度（單位：HV） 表35試樣編號(hào)12345平均值1234由硬度測(cè)試結(jié)果得：℃，Al3Nb顆粒增強(qiáng)體生成分布于鋁基中，對(duì)其硬度影響較大。結(jié)論熔鑄溫度對(duì)Al3Nb/鋁基復(fù)合材料硬度及摩擦磨損性能影響：1) 對(duì)硬度的影響：熔鑄溫度為750℃850℃硬度得大小顯上升趨勢(shì)，而熔鑄溫度為900℃時(shí)硬度沒(méi)有明顯變化。D status and prospect on the orderedstructural intermetallics．Materials Review,2000，l4(9)：15．[2]GLOWACKI B A．Niobium aluminide as a source ofhighcurrent superconductors．Intermetallics,1999，7(2)： 117140．[3] GLOWACKI B A，YAN X Y，F(xiàn)RAY D，CHENG MAJORoS M， SHI Y．Niobium based intermetallics as a soure ofhigh—current／high magnetic field superconductors．Physica C： Superconductivity and Its Applications，2002，372：1315—1320．[4]HANADA S，TABARU T，GNANAMOORTHY R Processing and properties of Nb3Al alloys．Aeta Metallurgica Sinica： English Letters，1995，8(4／6)：477487．[5]GAUTHIER V, JOSSE C，LARPIN J P，VILASI M． High—temperature oxidation behavior of the intermetallicpound NbAl3：Influence of two processing techniques on theoxidation mechanism．Oxidation of Metals，2000，54(1／2)： 27—45．[6]HANADA S．Niobium aluminides．Current Opinion in SolidState and Materials Science，1997，2(3)：279283．[7]倪禮忠，陳麒．復(fù)合材料科學(xué)與工程．北京：科學(xué)出版社，2002．[8]于化順．金屬基復(fù)合材料及其制備技術(shù)．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006． [9]陶杰，趙玉濤，潘蕾，等．金屬基復(fù)合材料制備新技術(shù)導(dǎo)論．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007．[10]吳人潔．復(fù)合材料．天津：天津大學(xué)出版社，2000．[11]郝元愷，肖加余．高性能復(fù)合材料學(xué)．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004．[12]曹茂盛，李大勇，荊天輔．復(fù)合材料概論．哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2000．[13]張?jiān)?，曾大新．顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的制備及應(yīng)用．湖北汽車(chē)工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2002，16(4)：24—28． [14]Tjong S．C，wang G．S．High—cycle fatigue properties of Albased posites reinforced with in situ TiB2 and A1203 particulates．Materials Science and．[15]司乃潮，傅明喜．有色金屬材料及其制備．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006，220．22l．[16]Chu H S，Liu K S．An in situ posite of Al produced by reciprocating extrusion．Mater Sci Eng．2000，A277：25—32．[17]Fcai K，Mclachlan D S．Preparation of A1203一AlN posites via reaction bonding．Matef Sci Eng．，2001，20A：193195．[18]袁運(yùn)站，朱和國(guó)．內(nèi)生型鋁基復(fù)合材料合成工藝的發(fā)展現(xiàn)狀．上海有色金屬， 2006，27(3)：37—42．[19]zhang J，F(xiàn)an z．Microstructure deVelopment of Al在論文的選題、資料查詢(xún)及定稿過(guò)程中，給予我無(wú)私的幫助和悉心的指導(dǎo)！此外，還要感謝其它同學(xué)給予我無(wú)私的幫助。代書(shū)華老師以其嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度、高度的敬業(yè)精神、兢兢業(yè)業(yè)、孜孜以求的工作作風(fēng)對(duì)我產(chǎn)生重要影響。3) 熔鑄溫度為750℃850℃時(shí)，Al3Nb對(duì)鋁基復(fù)合材料各項(xiàng)性能顯上升趨勢(shì)，而熔鑄溫度為900℃時(shí)，Al3Nb對(duì)鋁基復(fù)合材料各項(xiàng)性能沒(méi)有明顯變化?！?，Al3Nb顆粒增強(qiáng)體生成分布于鋁基中，對(duì)其硬度影響最大。4. 在熔鑄溫度為900℃，Al3Nb顆粒增強(qiáng)體生成分布于鋁基中，對(duì)其抗磨損的程度最差。一定的接觸壓力下，具有滾動(dòng)，滑動(dòng)或滑滾復(fù)合運(yùn)動(dòng)的摩擦形式，可在極低速或高速條件下，用來(lái)評(píng)定潤(rùn)滑劑，金屬，塑料，涂層，橡膠，陶瓷等材料的摩擦磨損性能。圖35不同處理狀態(tài)下鋁基原位復(fù)合材料的金相顯