【正文】 增強(qiáng)相選擇 在過去幾十年，大量的研究者都集中在陶瓷增強(qiáng) 鋁基復(fù)合材料的研究中。 基體的選擇 它具有低密度、高模量、高熔點(diǎn)、以及好的循環(huán)使用性能等優(yōu)點(diǎn)，所以鈮的三鋁金屬間化合物可以很好的應(yīng)用于鋁基復(fù)合材料中。 維氏硬度計(jì)（上海 HVS320） 組成：工作臺升降系統(tǒng)，載物塔臺轉(zhuǎn)換與全自動加荷機(jī)構(gòu)，圖像顯示系統(tǒng)。2% 主軸無級變速范圍 1～ 20xxr∕min 試驗(yàn)介質(zhì) 油，水，泥漿，磨料等 加熱器工作范圍 室溫～ 200℃ 試驗(yàn)機(jī)時間顯示與控制范圍 10s～ 999min 試驗(yàn)機(jī)主電機(jī)輸出最大力矩 5Nm 設(shè)備主要功能： M MW1型立式萬能磨損試驗(yàn)機(jī)在一定的接觸壓力下，具有滾動，滑動或滑滾復(fù)合運(yùn)動的摩擦形式，可在極低速或高速條件下，用來 評定潤滑劑，金屬，塑料，涂層，橡膠，陶瓷等材料的摩擦磨損性能。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文 14 功能：可在不同的放大倍數(shù)下觀察金相組織 ，拍攝圖像，其倒置載物臺放寬了對樣品的形狀要求，不用考慮物體非觀察面的平整和高低情況，用于觀察較厚的和較大的金屬材料等的載面，同時利用系統(tǒng)轉(zhuǎn)換可以分析樣品的金相組織，如晶粒度的評級，第二相的面積測量，層深長度測量等。本實(shí)驗(yàn)選擇電阻爐進(jìn)行爐料的熔煉。將二號電阻爐升溫至 200℃ 將金屬型模具放入其內(nèi)進(jìn)行預(yù)熱處理。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文 15 熔鑄溫度 表 22 試樣編號 保溫時間 (min) 攪拌時間 (min) 熔鑄溫度（℃） 1 40 10 750 2 40 10 800 3 40 10 850 4 40 10 900 2．金相試樣的制備 (1)將從鑄件上取下的試樣先用鋼銼將其表面較深的鋸痕及氧化層除去，再在砂輪機(jī)上倒出角度大約為 45176。每更換一次砂紙都要將試件表面清洗干凈，防止上一次粗砂紙的砂粒殘留于細(xì)砂紙上在磨制時形成不必要的劃痕。一邊不斷地向拋光布上噴灑混有拋光粉的水。 3. 金相腐蝕 本組試件所用腐蝕劑是體積分?jǐn)?shù)為 %的 HF，腐蝕過程屬于化學(xué)腐蝕。由于本實(shí)驗(yàn)鋁基合金試樣其他合金元素含量很少 所腐蝕時間不易確定，因此每腐蝕 5s 后即用清水沖洗，然后用電內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文 16 吹風(fēng)吹干或用過濾紙將表面水分吸干，再在顯微鏡下觀察組織形貌，如此類推直到晶界清晰可見為止。 定要佩戴橡膠手套以防灼傷皮膚。而沉積于熔體底部。而沒有反應(yīng)的 Nb是沉積于熔體底部。 900℃ 組織 ,幾乎沒 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 。 3. 在熔鑄溫度為 850℃， Al3Nb顆粒增強(qiáng)體 生成 分布于鋁 基 中，對其抗磨損的程度最好。 800℃， Al3Nb顆粒增強(qiáng)體 生成 分布于鋁 基 中，對其硬度影響比較大。 2) 對 耐摩擦 磨損的影響： 磨損抗力隨著增強(qiáng)顆粒體積分?jǐn)?shù)的增加可以顯著增加，且顆粒尺寸越大，其耐磨性越好。15wt％ M92Si in situ posite with mischmetal addition． Mater Sci Eng． 20xx， A281： 104— 112． [20]陳東，樂永康，白亮，等． TiB2原位／ 7055鋁基復(fù)合材料的力學(xué)性能與阻尼性能．功能材料， 20xx， 15(3)： 15991602． 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文 25 致謝 本文是代書華老師精心指導(dǎo)和大力支持下完成的。 各位老師、同學(xué)和朋友積極的幫助我查資料和提供有利于 科研訓(xùn)練 論文寫作的建議和意見，在他們的幫助下， 科研訓(xùn)練 論文得以不斷的完善，最終幫助我完整的寫完了整個論文 ！ 最后祝大家身體健康、萬事如意 ! 。她淵博的知識、開闊的視野和敏銳的思維給了我深深的啟迪。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文 23 參考文獻(xiàn) [1]陳國良．金屬問化合物結(jié)構(gòu)材料研究現(xiàn)狀與發(fā)展 [J]．材料導(dǎo)報， 20xx， 14（ 9）： 15CHEN Guoliang ． Ramp。 900℃， Al3Nb顆粒增強(qiáng)體 生成 分布于鋁 基 中，對其硬度影響不明顯。 2．硬度測試 硬度測試在 維氏硬度計(jì) ,500g壓力 下 進(jìn)行，試樣經(jīng)過磨制拋光，測 5個點(diǎn)，取平均值。 在轉(zhuǎn)速為 150r/min，時間為三分鐘的磨損下進(jìn)行： 1的磨損測試（單位： g） 表 31 接觸壓力 (N) 1 2 3 4 5 平均值 20 30 40 50 60 2的磨損測試（單位： g） 表 32 接觸壓力 (N) 1 2 3 4 5 平均值 20 30 40 50 60 3的磨損測試（單位： g） 表 33 接觸壓力 (N) 1 2 3 4 5 平均值 20 30 40 50 60 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文 21 4的磨損測試（單位： g） 表 34 接觸壓力 (N) 1 2 3 4 5 平均值 20 30 40 50 60 由摩擦磨損測試結(jié)果得： 1. 在熔鑄溫度為 750℃， Al3Nb顆粒增強(qiáng)體 生成 分布于鋁 基 中，對其抗磨損的程度較好。 800℃ 組織 ,有少量 Al3Nb顆粒增強(qiáng)體 生成 分布于鋁 基 中，其含量較少且分布較為均勻， Al3Nb顆粒增強(qiáng)體成團(tuán)球狀分布于鋁基中。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文 18 圖 33 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 850℃組織 在熔鑄溫度為 850℃組織與純鋁的組織圖對比可以看出有大量的 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，即其分部彌散程度較差，并且分布也不均勻，但在此溫度下鋁基中溶解的 Al3Nb顆粒增強(qiáng)體量很多。本組實(shí)驗(yàn)使用 奧林巴斯倒置式系統(tǒng)金相顯微鏡（日本 GX51F 金相顯微鏡） ，將試樣分別在 100,200,500 和 1000 倍下進(jìn)行觀察。 注意事項(xiàng)： ，無贓物，無劃痕，否則腐蝕后拋光面有許多黑色污點(diǎn)，而且劃痕會更加清晰可見嚴(yán)重影響組織形貌的觀察和組織的分析。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，在顯微鏡下可以看到多邊形的晶粒。 (4)粗拋光后就可以精拋光了，同粗拋光一樣，只不過在拋光過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。在拋光機(jī)的拋盤上裝上粗拋光布，將裝水的礦泉水瓶中加入拋光粉，使其均勻混合。 (2)在水平工作臺上依次使用砂粒度為 500、 800、 1200、 1500、 20xx 的金相水磨砂紙將樣品的平面磨光，直到試件表面無明顯劃痕時（也就是在磨制一段時間后將試樣沿磨制方向旋轉(zhuǎn) 90。 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。配好爐料后開始給電阻爐升溫，本組實(shí)驗(yàn)需要兩個電阻爐，一號高溫電阻爐用于爐料的熔煉，二號中溫電阻爐用于金屬型模具的預(yù)熱。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。對其中幾臺進(jìn)行下介紹： ① 蔡司光學(xué)顯微鏡（德國 Axioimager） 組成：又反射光照明器，聚焦轉(zhuǎn)換器，觀察筒和載物臺等部分組成 功能：觀察金屬組織，拍攝圖像，同時可進(jìn)行組織分析。 主要技術(shù)指標(biāo)： 軸向試驗(yàn)力工作范圍 10100N 試驗(yàn)力示值相對誤差 177。 反應(yīng)物的選擇 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。金屬間化合物與鋁基體的熱膨脹系數(shù)相近，相對陶瓷而言，有小的脆性。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。從而通過 顯微組織的關(guān)系對 Al3Nb顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的力學(xué)性能進(jìn)行分析 。研究 AlNb系統(tǒng)，以純鋁為機(jī)體，分別采用熔體反應(yīng)方法制備 (Al3Nb)復(fù)合材料，分別探討了不同的反應(yīng)工藝參數(shù)對復(fù)合材料組織性能的影響，通過實(shí)驗(yàn)方案， 熔鑄溫度對鋁基復(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 。對于單相增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的研究取得了長足的進(jìn)步，日本豐田公司在1983年首次成功地用 A12O3／ A1基復(fù)合材料制備了發(fā)動機(jī)活塞，與原來鑄鐵發(fā)動機(jī)活塞相比，質(zhì)量減輕了 5％～ 10％，導(dǎo)熱系數(shù)提高了 4倍左右。尤其現(xiàn)在研究較多的碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料性能優(yōu)異，用作功能材料，可望在機(jī)械、冶金、建材、電力等工業(yè)部門得到更廣泛的應(yīng)用。美國 DwA特種復(fù)合材料公司用 (SiCp)25％增強(qiáng) 6061鋁合金基復(fù)合材料代替 7075鋁合金生產(chǎn)宇航結(jié)構(gòu)導(dǎo)槽、角材，其密度下降了 17％，用 Al357合金 +(SiC)20％可以制造坦克火力控制鏡的基片和導(dǎo)彈機(jī)翼。 原位反應(yīng)合成的鋁基復(fù)合材料，具有細(xì)晶粒組織結(jié)構(gòu)，生成的增強(qiáng)體細(xì)小，可達(dá)到 1微米粒度以下，且增強(qiáng)體與基體合金界面結(jié)合良好，具有優(yōu)良的機(jī)械性能，更高的耐磨性能和高溫性能。對 PRMMC的磨損性能研究表明，磨損抗力隨著增強(qiáng)內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)論文 8 顆粒體積分?jǐn)?shù)的增加可以顯著增加，且顆粒尺寸越大，其耐磨性越好。力學(xué)性能方面， PRMMC的彈性模量隨增強(qiáng)顆粒的體積分?jǐn)?shù)的增大而增大，強(qiáng)度也有不同程度的增加。由于顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料可以使用目前已知的金屬做基體，因而其具有性能的可控制性，