【正文】 ...............................11 混料 .................................................................................................................11 壓制工藝 ................................................................................................................12 燒結(jié)工藝 ................................................................................................................12 性能研究 ................................................................................................................13 試樣后處理 .....................................................................................................13 密度的測定 .....................................................................................................13 三點抗彎強度的測定 .....................................................................................14 壓縮強度的測定 .............................................................................................14 抗拉強度的測定 .............................................................................................15 維氏顯微硬度的測定 .....................................................................................15第 4 章 結(jié)果分析與討論 ....................................................................................................16 改性碳化硅方法的研究 ........................................................................................16 表面氧化改性 SiC 分析 .................................................................................16 表面鍍銅改性 SiC 分析 .................................................................................16 改性后粉體 XRD 對比分析 ..........................................................................16 改性后粉體表觀對比分析 .............................................................................18 碳化硅燒結(jié)工藝的研究 ........................................................................................19 不同包埋方式對燒結(jié)體外觀形貌的影響 .....................................................19 微波真空燒結(jié)工藝對燒結(jié)體燒失量的分析 .................................................19 碳化硅顆粒增強鋁基復(fù)合材料燒結(jié)體性能研究 ................................................20 金相組織的研究 .............................................................................................20 不同改性方法對復(fù)合材料物理性能與力學性能的影響 .............................21第 5 章 結(jié)論 ........................................................................................................................25致 謝 ....................................................................................................................................26參考文獻 ..............................................................................................................................27附錄 外語文獻原文、譯文 ..............................................................................................29第 1 章 前 言復(fù)合材料是由兩種或兩種以上的材料通過先進的材料制備技術(shù)組合而成的性能優(yōu)異的新材料。復(fù)合材料都是通過增強相的作用來增強基體的性能。按基體分類可分為金屬基復(fù)合材料，陶瓷復(fù)合材料、高分子基復(fù)合材料 [2]。 如何選擇增強物和基體，一般根據(jù)材料使用要求、環(huán)境、增強物和基體本身的參數(shù)來選擇 [3]。目前應(yīng)用最廣泛的是碳化硅顆粒，相應(yīng)的金屬基體主要為鋁基。鋁基復(fù)合材料以其重量輕，比強度大等優(yōu)點廣泛應(yīng)用于航天，航空，高速列車，汽車等領(lǐng)域，并且鋁基復(fù)合材料兼具高比強、高比模、耐高溫、耐磨損等一系列性能，現(xiàn)在世界各國已有很多研究單位對鋁基復(fù)合材料做了深入細致的研究，也已有些單位開始進行商品生產(chǎn)，因而很自然的鋁基復(fù)合材料就成為受到普遍重視的焦點 [4]。碳化硅通常是用石英砂和焦炭在電爐中高溫還原而成的，碳化硅共價性很強，SiC間鍵的離子性僅占 14%，SiC 鍵的高穩(wěn)定性賦予碳化硅具有高熔點、高硬度、化學惰性等特性，而且其硬度極高。碳化硅顆粒增強鋁基復(fù)合材料(SiCp /Al)在航天與太空、航空與導彈、微電子及其他領(lǐng)域均得到廣泛的應(yīng)用。這不僅使材料得到充分利用，而且還可以大大簡化結(jié)構(gòu)。 良好的耐高溫性能碳化硅顆粒增強鋁基復(fù)合材料耐高溫性能良好，抗氧化，具有較高的抗熱沖擊、抗熱蝕能力。 較低的斷裂韌性顆粒增強鋁基復(fù)合材料的斷裂韌性 KIC 一般只有 15~27 MPa 碳化硅顆粒增強鋁基復(fù)合材料的制備方法SiCp /Al 復(fù)合材料的制備方法通常有粉末冶金法、壓力鑄造法、噴射共沉淀法、滲透法、固態(tài)擴散法、半固態(tài)攪熔復(fù)合法等?；蛘呷∠麑旌戏哿系臒釅?，把混合粉料密封于鋁包套內(nèi)，直接進行熱擠壓，也可成功地制造出致密的鋁基復(fù)合材料。但其制備工藝成本高，而且復(fù)合材料的顯微組織無法改變，在實際生產(chǎn)中難以制造大尺寸和形狀復(fù)雜的零件。SiC 顆粒在復(fù)合材料中分布的均勻性由預(yù)制塊中顆粒分布的均勻程度決定，并取決于預(yù)制塊的制備工藝。SiCp/Al復(fù)合材料中 SiC 顆粒具有不規(guī)則外形并且在基體中均勻分布，復(fù)合材料中基本沒有孔隙并且界面結(jié)合狀態(tài)良好 [8]。在 SiCp/Al 復(fù)合材料中 SiC 顆粒的熱膨脹系數(shù)僅是鋁合金的 1/6 左右，所以復(fù)合材料從高溫到室溫的冷卻過程中， SiCp/A1 界面處將產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力。 噴射共沉淀法噴射共沉積法是 20 世紀 80 年代逐漸發(fā)展起來的制備顆粒增強金屬基復(fù)合材料的工藝 [9]，它具有增強顆粒分布均勻、沒有嚴重的界面反應(yīng)、基體組織有快速凝固特征、呈細小等軸晶形態(tài)等優(yōu)點，且產(chǎn)率高，易于制備大件。研究人員觀察噴射共沉積 SiCp/Al 復(fù)合材料錠坯顯微組織發(fā)現(xiàn)，SiC顆粒在基體中分布均勻，在少數(shù) SiC 顆粒搭接處存在少量孔隙，總體上 SiC 顆粒與基體結(jié)合良好，避免了鑄造過程中易于發(fā)生的顆粒偏聚現(xiàn)象；界面的能譜分析表明，沒有界面反應(yīng)。類似研究還表明了增加 SiC 顆粒加入量能細化基體晶粒。Gupta 等人的工作表明 [11]，依照傳統(tǒng)捕獲判據(jù)不能發(fā)生捕獲的 SiCp/Al 復(fù)合材料在噴射共沉積過程中發(fā)生捕獲，這一現(xiàn)象揭示高速沖擊沉積過程可能是主要的原因。 滲透法SiCp/Al 復(fù)合材料制備中的突出難點是：增強相顆粒與鋁液體不潤濕，這主要是因為鋁液表面存在氧化層，使鋁液與增強相不能直接接觸 [10]。滲透法制造 SiCp/Al 復(fù)合材料的過程主要是:選用高溫惰性材料(石英砂、石墨、陶土或鋼等 )制作模子，制備工藝可仿精密鑄造制模工藝，模內(nèi)腔可具有所需的形狀和尺寸，以便從中直接獲得試件或零件毛坯。澆注鋁液后的模子放入普通空氣加熱爐中，在 850℃~950℃溫度范圍內(nèi)，根據(jù)零件厚度保溫一段時間，以便獲得一定滲透厚度的試件，保溫結(jié)束后，爐冷至 500℃，出爐