湖大材料工程基礎課件第十章復合材料制備工藝-資料下載頁
2025-09-11 21:35本頁面
【正文】 廣泛用于各種顆粒 、 晶須及短纖維增強的 分散強化型 金屬基復合材料 。 首先將金屬粉末和增強體均勻混合 ， 制得復合坯料 ， 再壓制燒結成錠 ， 然后可通過擠壓 、軋制和鍛造等二次加工成材 。 ? 原生復合法 利用燒結高溫下的化學反應 ， 在燒結體內直接生成能夠強化顆粒 。 如 2CuAl+3CuO→ 5Cu+Al2O3 材料科學與工程學院 2022/9/20 材料工程基礎 — 復合材料制備工藝 60 優(yōu)點： （ 1） 自由選擇基體金屬材料和強化顆粒 （ 陶瓷加入量高 ， 出 、 尺寸不受限制 ， 有害界面反應少 ） ； （ 2） 強化顆粒分散均勻 。 缺點： （ 1） 工藝較復雜 ， 成本高； （ 2） 微細顆粒均勻分散較困難 ； （ 3） 強化顆粒表面污染不易除去 ， 基體與顆粒界面不如鑄造法 。 材料科學與工程學院 2022/9/20 材料工程基礎 — 復合材料制備工藝 61 鑄造凝固成形 分類： （ 1） 用于分散強化型復合材料成形的方法： 普通鑄造法； 含浸凝固法 ；連續(xù)鑄造法； （ 2） 用于層狀復合材料成形的方法： 離心鑄造法；熱浸鍍法；反向凝固法；鑄拉法；雙結晶器鑄造法 。 材料科學與工程學院 2022/9/20 材料工程基礎 — 復合材料制備工藝 62 ? 含浸凝固法 （ 1） 定義： 將預先制備的含有較高孔隙率的強化相成形體 （ 預成形體 ） 含浸于熔融基體金屬中 ， 待浸透后 ， 使其凝固以制備復合材料的方法 。 （ 2） 特點 優(yōu) 點 ： 兩 相 之 間 潤 濕 性 差 的 復 合 材 料 ； 有利于提高強化相含量；有利于抑制強化相與基體之間反應 （ 接觸時間短 ） 。 缺點：顆粒強化預成形體的制備比較困難 ， 熔體金屬不易浸透至預成形體的內部 。 材料科學與工程學院 2022/9/20 材料工程基礎 — 復合材料制備工藝 63 含浸凝固法工藝及其制備的 SiC/Al復合材料顯微組織 材料科學與工程學院 2022/9/20 材料工程基礎 — 復合材料制備工藝 64 噴射沉積 1） 添加法 顆粒添加噴射成形法具有強化顆粒與熔融金屬接觸時間短 ， 界面反應可以得到有效抑制 。 2） 反應噴射沉積法 ：使強化陶瓷顆粒在金屬霧或基體中自動生成的方法 。 因此 ， 反應噴射沉積法也是一種原生復合法 。 材料科學與工程學院 2022/9/20 材料工程基礎 — 復合材料制備工藝 65 熱壓擴散法 按照制品形狀 、 纖維體積密度及性能要求 ，將金屬基體與增強材料按一定順序和方式組裝成型 ， 然后加熱到某一低于金屬基體熔點的溫度 ， 同時加壓保持一定時間 ， 使基體金屬產生 蠕變 和 擴散 ， 與纖維之間形成良好的界面結合 ， 得到復合材料制品 。 材料科學與工程學院 2022/9/20 材料工程基礎 — 復合材料制備工藝 66 167。 陶瓷基復合材料的制備 ? 顆粒增強陶瓷基復合材料 制備方法 ：一般與典型陶瓷材料的相同 。 ? 晶須增強陶瓷基復合材料 晶須的尺寸基本與基體粉體在同一個數量級 ， 制備工藝基本與陶瓷材料相近 。 ? 纖維增強陶瓷基復合材料 制備方法 ：化學氣相沉積 、 化學氣相滲透 、 高溫熔體滲透 、 室溫漿料浸漬 、 反應燒結等 材料科學與工程學院 2022/9/20 材料工程基礎 — 復合材料制備工藝 67 ? 化學氣相滲透 (CVI： ~ infiltration) 將氣相反應形成的物質滲透到纖維等多孔預成型體等低密度的材料之中 ， 以形成更加致密的材料 。 ? 料漿浸漬熱壓成形： 將纖維置于陶瓷粉漿料中 ， 使纖維粘附一層漿料 ， 然后將纖維布成一定結構 ， 經干燥 、 排膠和熱壓燒結成為制品 。 ? 燒結成形 ：將纖維與陶瓷粉末冷壓并燒結 ，隨后再熱壓使其致密化 。 材料科學與工程學院 2022/9/20 材料工程基礎 — 復合材料制備工藝 68 167。 聚合物基復合材料的制備 手工工藝 手糊法 材料科學與工程學院 2022/9/20 材料工程基礎 — 復合材料制備工藝 69 ? 手工鋪疊 材料科學與工程學院 2022/9/20 材料工程基礎 — 復合材料制備工藝 70 特點： ① 以手工操作為主 ， 適于多品種 、 小批量生產 ， 不受制品尺寸 、 形狀限制； ② 生產效率低 ， 勞動條件差 ， 勞動強度大；制品質量不易控制 ， 性能穩(wěn)定性差 ， 制品強度較其它方法低 。 材料科學與工程學院 2022/9/20 材料工程基礎 — 復合材料制備工藝 71 噴射成形工藝 材料科學與工程學院 2022/9/20 材料工程基礎 — 復合材料制備工藝 72 特點： 生產效率高 ， 勞動強度低； 節(jié)省原材料 ， 制品無搭接縫 ， 整體性好； 制件的形狀和尺寸不受限制； 場地污染大 ， 制件的承受能力低 。 材料科學與工程學院 2022/9/20 材料工程基礎 — 復合材料制備工藝 73 纖維纏繞成形 特點： 用于制造圓筒形物體 ， 纖維能保持連續(xù)完整 ，可連續(xù)生產；設備復雜 ， 工藝質量不易控制 。 材料科學與工程學院 2022/9/20 材料工程基礎 — 復合材料制備工藝 74 拉擠成形 材料科學與工程學院 2022/9/20 材料工程基礎 — 復合材料制備工藝 75 ? 模壓成形 ? 注射成形 ? 離心澆注成形
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