【正文】 0，14（9）： 15CHEN Guoliang．Ramp。2．硬度測試硬度測試在維氏硬度計,500g壓力下進行，試樣經(jīng)過磨制拋光，測5個點，取平均值?！娼M織,有少量Al3Nb顆粒增強體生成分布于鋁基中，其含量較少且分布較為均勻，Al3Nb顆粒增強體成團球狀分布于鋁基中。本組實驗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倍下進行觀察?；瘜W腐蝕就是將精拋光好的磨光面在化學腐蝕劑中腐蝕一定時間，從而顯示其試樣組織形貌。(3)砂紙打磨后的無劃痕的試件就可以粗拋光了。將一號爐升溫至1100℃，待爐溫穩(wěn)定后將將盛有一定量工業(yè)純鋁鋁塊的石墨坩堝放入高溫電阻爐中。 NbAl 合金在熔煉過程中，由于鈮和鋁的密度和熔點存在很大的差異，容易導致低熔點元素的揮發(fā)， Nb 和氣氛氣體、坩鍋或模具之間的反應, 從而影響合金收率。 功能：測定黑色金屬，硬度和金，有機金屬表面滲氮層，非金屬材料的維氏度.MMW1型立式萬能磨損試驗機是由主軸驅(qū)動系統(tǒng)、各種摩擦副專用夾具、油盒與加熱器、摩擦力矩測定系統(tǒng)、摩擦副下副盤升降系統(tǒng)、彈簧式微機施力系統(tǒng)、操作面板系統(tǒng)以及試驗機減震墊鐵等部分組成。相對傳統(tǒng)鋁合金而言，其可以大大改善材料的機械性能，然而，這些材料有以下不足：基體與陶瓷增強相的熱膨脹系數(shù)相差很大、高的脆性。立式萬能磨損試驗機測試不同熔鑄溫度的耐摩擦磨損程度。自反應原位生成增強體的鋁基復合材料是復合材料領(lǐng)域中的一種新的制備方法，由于具有制備工藝相對簡單，材料制造成本低等優(yōu)點而日益受到人們的重視。2099鋁合金+25％SiC材料可以制造火箭發(fā)動機零件。磨損性能的提高是PRMMC的重要特性之一，由于碳化物粒子等增強顆粒的存在，PRMMC具有優(yōu)異的耐磨性能?；w材料可以是有色金屬，也可以是黑色金屬。 金屬基原位復合材料作為材料家族的一支新軍，雖然其發(fā)展歷史只有幾十年，但己顯示出強大的生命力。一般是將反應物粉末與金屬熔體混合，使加入粉術(shù)與金屬熔體成分反應或自行分解，生成難熔的高硬度質(zhì)點，均勻分散在基體中，形成復合材料。 早在1967年，前蘇聯(lián)A．G．Merzhanov等人在用自蔓延高溫合成法(SHS)合成TiB2／Cu功能梯度材料時，提出了原位復合材料(in situ posites)的構(gòu)想，但當時尚未引起人們的重視。主要包括原位自生法、物理氣相沉積法、化學氣相沉積法、化學鍍和電鍍及復合鍍法等。固態(tài)法是指在金屬基體基本上處于固態(tài)情況下，制成復合材料的方法。用它們來增強金屬不僅提高了材料的強度和剛度，也提高了復合材料的硬度和耐磨性。②導熱、導電性能好。目前以鋁基、鎂基、鎳基、鈦基復合材料發(fā)展較為成熟，已在航空航天、電子、汽車等工業(yè)中應用；②按增強材料分為：連續(xù)纖維增強金屬基復合材料；非連續(xù)增強金屬基復合材料(包括顆粒、短纖維、晶須增強金屬基復合材料)；自生增強金屬基復合材料(包括反應自生和定向自生、大變形)；層板金屬基復合材料。復合材料的分類方法較多，通常有以下幾種：①按材料性能高低分為：常用復合材料和先進復合材料；②按材料用途分為：結(jié)構(gòu)復合材料和功能復合材料；③按增強材料形態(tài)及分布方式分為：纖維連續(xù)增強復合材料、短纖維增強復合材料、晶須增強復合材料、薄片增強復合材料；④按增強材料類型分為：無機非金屬增強復合材料、金屬增強復合材料、有機纖維增強復合材料；⑤按基體材料類型分為：有機材料基復合材料、無機非金屬基復合材料和金屬基復合材料[7]。所以促使人們制備研究出由多相組合的復合材料，來提高材料的性能。Nb3Al金屬間化合物的高溫屈服強度相當高，在l200℃為800MPa，l 300℃為500MPa。在近十多年來工業(yè)發(fā)達國家，如美國、日本、歐洲為了大力發(fā)展金屬間化合物結(jié)構(gòu)材料都制定了全國性的研究計劃，發(fā)展具有比Ni基高溫合金性能更好的高溫結(jié)構(gòu)材料是他們的長遠目標，尤其注重發(fā)展一種具有溫度和力學性能介于Ni基高溫合金和高溫陶瓷材料之間的高溫材料、使用溫度能更高而高溫力學性能特別是強韌性良好的材料[1]。鋁基復合材料各組分之間可協(xié)同作用,取長補短，彌補了單相材料的缺點，改進了單相材料的性能，甚至可產(chǎn)生單一材料所不具有的新性能。歷史學家常把人類的發(fā)展史劃分為石器時代、陶器時代、青銅器時代和鐵器時代。制約Nb、A1應用的另一個主要原因是它的抗氧化性能較弱，鈮及其合金材料在空氣氣氛中600℃以上會發(fā)生嚴重氧化，最終導致脆性斷裂。第一章 緒論在科學技術(shù)快速發(fā)展的今天，特別是尖端科學技術(shù)的突飛猛進，隨之人們對材料的性能要求也越來越高，在多個方面，例如在人造衛(wèi)星、設計導彈、飛機的承載構(gòu)件時，理想的結(jié)構(gòu)材料應具有重量輕，強度和模量高的特點，即比強度和比模量要高。它既能保留原組成材料的主要特色，并通過復合效應獲得原組分所不具備的性能。這些優(yōu)良的性能決定了它從誕生之日起就成為新材料家族中的重要一員[8] 。比強度和比模量是度量材料承載能力的一個指標，比強度愈高，同一零件的自重愈??；比模量愈高，零件的剛性愈大。④良好的高溫性能。與聚合物相比金屬性質(zhì)穩(wěn)定、組織致密、不存在老化、分解、吸潮等問題，也不會發(fā)生性能的自然退化；⑧二次加工性能較好。其中包括擠壓鑄造法、真空吸鑄、液態(tài)金屬浸漬法、真空壓力浸漬法、攪拌復合法等。 在金屬基復合材料制備過程中，往往會遇到增強材料與金屬基體之間的相容性問題。 與傳統(tǒng)方法制備出的復合材料相比，金屬基原位復合材料具有如下特點：①增強體在金屬基體內(nèi)原位形核、長大，具有強界面結(jié)合、良好的相容性：②通過合理的選擇反應物可以有效地控制增強相的種類、大小和數(shù)量，并可以通過成形工藝來控制增強相的分布，這樣就不易出現(xiàn)增強相的團聚和偏析；③省去了增強體的預處理，簡化了工藝流程，因此，成本也相對降低；④能與鑄造工藝結(jié)合，直接制造出形狀復雜、尺寸變化大的近終形產(chǎn)品；⑤增強相顆粒細小，往往處于微米級或微米以下，這樣就保證了材料具有較好的韌性和高溫性能，而且有很高的強度和彈性模量。Fukunaga等首先將反應壓鑄法用于自生A1203粒子增強金屬間化合物基復合材料的制備[20]。就目前的實際情況來看，顆粒增強復合材料具有很強的生命力，并已在汽車等方面初步獲得應用。力學性能方面，PRMMC的彈性模量隨增強顆粒的體積分數(shù)的增大而增大，強度也有不同程度的增加。原位反應合成的鋁基復合材料，具有細晶粒組織結(jié)構(gòu)，生成的增強體細小，可達到1微米粒度以下，且增強體與基體合金界面結(jié)合良好，具有優(yōu)良的機械性能，更高的耐磨性能和高溫性能。尤其現(xiàn)在研究較多的碳化硅顆粒增強鋁基復合材料性能優(yōu)異，用作功能材料，可望在機械、冶金、建材、電力等工業(yè)部門得到更廣泛的應用。研究AlNb系統(tǒng)，以純鋁為機體，分別采用熔體反應方法制備(Al3Nb)復合材料，分別探討了不同的反應工藝參數(shù)對復合材料組織性能的影響，通過實驗方案，熔鑄溫度對鋁基復合材料性能的影響因素進行了研究，并最終找到最佳的熔鑄溫度。由于具有復雜的晶體結(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)應用的必備條件。本課題采用原位反應法制備復合材料，反應物在熔體內(nèi)與基體發(fā)生反應生成增強相。對其中幾臺進行下介紹： ①蔡司光學顯微鏡（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，同時可進行組織分析。配好爐料后開始給電阻爐升溫，本組實驗需要兩個電阻爐，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熱。(2)在水平工作臺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。 (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。注意事項：，無贓物，無劃痕，否則腐蝕后拋光面有許多黑色污點，而且劃痕會更加清晰可見嚴重影響組織形貌的觀察和組織的分析。圖34 不同處理狀態(tài)下鋁基原位復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比可以看出幾乎沒Al3Nb顆粒增強體生成分布于鋁基中，再此溫度下Al3Nb顆粒增強體很少溶于鋁基體中 ，所以在此溫度大量的Nb2O5粉和純鋁并沒有完全反應生成Al3Nb顆粒溶于基體中。2. 在熔鑄溫度為800℃，Al3Nb顆粒增強體生成分布于鋁基中，對其抗磨損的程度比較好。結(jié)論熔鑄溫度對Al3Nb/鋁基復合材料硬度及摩擦磨損性能影響：1) 對硬度的影響：熔鑄溫度為750℃850℃硬度得大小顯上升趨勢，而熔鑄溫度為900℃時硬度沒有明顯變化。在論文的選題、資料查詢及定稿過程中，給予我無私的幫助和悉心的指導！此外，還要感謝其它同學給予我無私的幫助。3) 熔鑄溫度為750℃850℃時，Al3Nb對鋁基復合材料各項性能顯上升趨勢，而熔鑄溫度為900℃時，Al3Nb對鋁基復合材料各項性能沒有明顯變化