【正文】 7075鋁基復(fù)合材料維氏硬度表 組數(shù)材料12345平均基體含8%Al2O3，由于Al2O3顆粒附在基體晶界或者晶內(nèi)，在澆鑄石有效地阻止了晶粒長(zhǎng)大，還有就是Al2O3顆粒本身硬度比較高，這也是材料硬度提高的一個(gè)重要因素。 耐磨性的分析研究%Al2O3/7075摩擦磨損性能的對(duì)比隨著基體中Al2O3含量的增加，材料的磨損量如表 所示： 不同成分材料的摩擦磨損量含量（Al2O3）7075鋁合金8%Al2O3/7075磨損量%Al2O3/7075鋁基復(fù)合材料磨損量對(duì)比。由試驗(yàn)結(jié)果可見，三種不同Al2O3硅含量的復(fù)合材料的磨損率隨著基體Al2O3含量的增加而降低。這是因?yàn)殡S著復(fù)合材料基體Al2O3含量的提高，材料的硬度提高，摩擦表面體抗磨粒犁削的能力增強(qiáng)。由于復(fù)合材料磨損率降低，脫落到摩擦面間的Al2O3顆粒減少，由硬質(zhì)顆粒引起的對(duì)摩擦材料的磨粒磨損減少，故隨著Al2O3含量的增加，摩擦材料的磨損率也下降。氧化鋁顆粒增強(qiáng)鋁基或鋁硅合金基復(fù)合材料是在軟的鋁或鋁合金基體上分布著硬質(zhì)的氧化鋁顆粒。由于氧化鋁的硬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鋁或鋁合金基體，在摩擦開始后，復(fù)合材料表面的基體首先被磨掉，而使氧化鋁顆粒暴露在材料表面，與對(duì)偶面直接接觸，起到了承受載荷、防止對(duì)磨材料與基體的接觸、保護(hù)基體材料的作用。當(dāng)基體對(duì)氧化鋁顆粒的約束力不足以抵抗摩擦力對(duì)顆粒的作用時(shí)，氧化鋁顆粒就會(huì)發(fā)生脫落，脫落的顆粒在磨面上可以起到“滾珠”的作用，從而對(duì)復(fù)合材料的磨損起到一定的減磨作用。隨著氧化鋁含量的增加，磨面上的氧化鋁顆粒就越多，起的“承受載荷”和“滾珠效應(yīng)”的作用就越大，從而減磨作用就越明顯?；瑒?dòng)速度的法向載荷是影響摩擦行為的重要外在因素。人們最初認(rèn)為系數(shù)與滑動(dòng)速度和載荷無關(guān)。但后來一系列試驗(yàn)結(jié)果表明[12]，不同材料的摩擦系數(shù)隨著滑動(dòng)速度和載荷的變化而表現(xiàn)出不同的摩擦磨損機(jī)制。且不同滑動(dòng)速度和載荷條件下，其他摩擦磨損影響因素的作用程度也不同，摩擦系數(shù)與載荷之間通常表現(xiàn)出復(fù)雜的關(guān)系?？疾旎瑒?dòng)速度和載荷對(duì)摩擦系數(shù)的影響，要考慮具體的摩擦材料和外部條件的作用。(a)21(b)21(a)與磨損量(b)的影響(a)可知：隨著轉(zhuǎn)速的提高，試樣的摩擦系數(shù)趨于平緩，這表明材料的磨擦損性能穩(wěn)定，加入Al2O3后使得材料的摩擦系數(shù)趨于穩(wěn)定，提高了材料的穩(wěn)定性。(b)可知在基體材料加入Al2O3后，大大提高了材料耐磨性能，(b)中B曲線代表基體材料隨轉(zhuǎn)速變化的磨損量，C曲線是加入Al2O3后材料的磨損量，可見加入Al2O3減少磨損磨損量大約一倍有余。從結(jié)果中可以看出，復(fù)合材料的磨損量和磨損率隨著氧化鋁顆粒含量的增加而降低，說明基體中加入增強(qiáng)體氧化鋁后，提高了復(fù)合材料的耐磨性能。并且表明材料的耐磨性能隨著氧化鋁顆粒含量的增加而增強(qiáng)。，法向載荷對(duì)摩擦系數(shù)的影響。圖中摩擦系數(shù)分別為以相同初始速度進(jìn)行制動(dòng)試驗(yàn)10次，取10次摩擦系數(shù)的平均值。(a)可見，隨著載荷的增加，摩擦系數(shù)除了20N較低外總體趨勢(shì)平緩。(a)2112(b) 不同載荷對(duì)材料摩擦磨損量(a)與摩擦系數(shù)(b)的影響(b)所示，隨著載荷的增加，復(fù)合材料的磨損率沒有太大變化，但基本趨勢(shì)趨于升高。致密化過后的復(fù)合材料由于總體硬度和強(qiáng)度都較高，其整體承受載荷能力較高，在本文試驗(yàn)條件下，載荷的增加并沒能使復(fù)合材料的磨損機(jī)制發(fā)生大的變化，因此復(fù)合材料磨損率表現(xiàn)出增加的趨勢(shì)。摩擦材料的磨損率隨著制動(dòng)載荷的增加，在載荷達(dá)到30N時(shí)磨損率增加明顯，說明該載荷下，由于溫升較快，高溫使摩擦材料性能下降，導(dǎo)致磨損率增加。結(jié)論本次試驗(yàn)是在7075基加入Al2O3作為增強(qiáng)體顆粒來提高材料的性能，通過本次試驗(yàn)可以得到以下結(jié)論：1 作為增強(qiáng)體顆粒的Al2O3大大提高了材料的硬度，耐磨性。2 用Al粉與CuO作為前驅(qū)體原位生成A12O3顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料，A12O3顆粒細(xì)小，為近似球形，能夠均勻分布地在基體中。3 隨著基體中A12O3含量的增加，復(fù)合材料的摩擦系數(shù)越來越穩(wěn)定，磨損量越來越低，磨損性能提高。 參考文獻(xiàn)[1] 沃丁柱，[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002[2] [J].復(fù)合材料學(xué)報(bào)，1990，01:1015[3] [M].天津：天津大學(xué)出版社，2000[4] [M].武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2004[5] [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005[6] [A].第十三屆國(guó)際復(fù)合材料學(xué)術(shù)會(huì)議[7] Reinofed Aluminum and Magsium Matrix ComPites[J].Iteatil Materials Reviews，1994，39(l)，l7[8] ，H， Poreessing of Metal Matrix CompositesAn Overview[J].Journal of Materials Proeessing Teehnology，1997，63:339353[9] Eeffet of Ceramie Reinofrcements During SPray Atomization and Code Position of ComPosition[J].Metallurgieal Trnasaetions A，1992，231:831[10] Mkaoto Kobashi, Fabrieation of Partieulate Composite by Insitu Oxidation Proeess[J].LightMetal(JaPna)，1992，42:7882[11] 李樹塵，陳長(zhǎng)勇，[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2000[12] and Technical Pesr Peetive on SHS [J]..1990，11(910):11371183[13] ，， Metallugria et Materina[M] .1995，43:3755[14] [J].復(fù)合材料學(xué)報(bào)，2000，17(2):38[15] ， Seienee and Engineering，1993A，A155:75[16] 汪華林，李海林，[J] .功能材料，1999，27(3):206212[17] 殷聲主編. 自蔓延高溫合成技術(shù)和材料[M] .北京:冶金工業(yè)出版社，1995[18] ，， of Heat Generation During ReaCtion Synthesis[J] .Serip et Materialia，1996，34(2):175194[19] 楊濱，[J] .中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào)，1999，31(2):7275[20] [D].南京:東南大學(xué)，1995[21] 袁曉東，[J].材料導(dǎo)報(bào)，1993，12(2):7275[22] 陳剛，(P)Al:Cu復(fù)合材料的化學(xué)反應(yīng)的研究[J].金屬學(xué)報(bào)，1998，42(5):531537[23] 程和法，(p)復(fù)合材料的研究[J].熱加工工藝，2001，18(5):3435[24] 馬穎，郝遠(yuǎn)，[J].材料熱處理學(xué)報(bào)，2003，24(l):3741[25] 黃贊軍，[J].金屬學(xué)報(bào)，2002，6:568574[26] 嚴(yán)學(xué)華，蔣宗宇，[J].江蘇大學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2002，3:7073[27] 吳進(jìn)明，吳年強(qiáng)，[J] .中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào)，1998，32(9):1114[28] 王殿武，寇生中，[J].有色金屬（冶煉部分），2002,13(6):4547[29] 朱正吼，[J].兵器材料科學(xué)與工程，1998，3:1315[30] 張守魁，王丹虹，(p)復(fù)合材料的研究[J].鑄造，1996，7:47謝辭首先我要謝我的指導(dǎo)老師劉慧敏教授，本論文是在導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)和親切關(guān)懷下順利完成的。導(dǎo)師淵博的專業(yè)知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，嚴(yán)以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實(shí)無華、平易近人的人格魅力對(duì)我影響深遠(yuǎn)。從他身上我學(xué)到了很多學(xué)習(xí)方法及為人處世的道理，值此論文完成之際，謹(jǐn)向?qū)煻嗵靵碓趯W(xué)術(shù)上的諄諄教導(dǎo)與生活上的關(guān)心致以崇高的敬意和衷心的感謝！在論文寫作過程中，研究生宋振東師兄和王彥青師姐不論是在學(xué)習(xí)上還是生活上都給予了我極大的關(guān)心和幫助！在此表示感謝！ 25