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《合金元素及增強(qiáng)體表面狀況對(duì)sicpal復(fù)合材料界面的影響及其交互作用》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、鄭州大學(xué)博士學(xué)位論文摘要采用機(jī)械攪拌復(fù)合方法制各了SiC顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料。通過(guò)透射電子顯微鏡(TEM)、X射線能譜儀(EDXS)、X射線光電子能譜儀(xPs)等分析手段,研究了基體合金成分、siC顆粒表面狀況和制備]:藝對(duì)復(fù)合材料界面結(jié)構(gòu)和界面反應(yīng)的影響。研究表明,對(duì)于基體合金中si含量較高的SiC。/A1.5~10wt%Si一0.5wt%Mg復(fù)合材料,增強(qiáng)體與基體的界面以siC/AI、SiC/Si為主,并可發(fā)生形成尖晶石(MgAl204)的界面反應(yīng)。通過(guò)對(duì)比制備態(tài)復(fù)合材料和重熔后復(fù)合材料的界面特征,確定界
2、面尖晶石具有很高的形成和長(zhǎng)大速度。通過(guò)改變SiC顆粒表面狀況,研究了界面尖晶石的形成機(jī)制。在以變形鋁合金fAI—Mg.Si)為基的SiC顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料中,SiC顆粒與基體合金的界面以SiC/A1為主,界面上有MgAl204和A14C3生成。在基體合金中添加Ti元素對(duì)SiC/A1之間的界面反應(yīng)有抑制作用。在SiC。/A1.Mg.Si—Pb.Ti復(fù)合材料中,由于Ti的存在改善了SiCp/A1一Pb之間的潤(rùn)濕,并使基體合金中的Pb以Pb相的形式主要存在于界面上;Pb的存在削弱了Ti對(duì)SiC/A1之間界面反應(yīng)的抑制作
3、用?;w合金元素之間對(duì)復(fù)合材料的界面結(jié)構(gòu)和界面反應(yīng)存在著交互作用。對(duì)復(fù)合材料中界面本征結(jié)構(gòu)的研究表明,SiC晶體中的最密排面與鋁熔體之間具有最低的界面能。SiC晶體在復(fù)合材料中會(huì)形成臺(tái)階界面,此時(shí)界面能處于最低狀態(tài)。對(duì)于a.SiC(6H)晶體的臺(tái)階界面,臺(tái)階界面由(0001)晶面和(1012)晶面族中的晶面構(gòu)成。SiC/A1之間的低能量界面有助于減少界面反應(yīng),穩(wěn)定界面結(jié)構(gòu)。通過(guò)熱力學(xué)計(jì)算,分析了Ti元素對(duì)SiC/AI之間界面反應(yīng)的控制機(jī)制。關(guān)鍵詞:碳化硅顆粒;鋁基復(fù)合材料:界面結(jié)構(gòu):界面反應(yīng):TEM鄭州大學(xué)博士
4、學(xué)位論文TheeffectsandmutualactionofAlloyelementsandSiCparticulatesurfaceconditionontheinterfaceofSiCp/A!compositesAbstractInthethesis,SiCparticulatereinforcedA1matrixcompositeswerefabricatedbymechanicalstirringmethod,Bymeansoftransmissionelectronmicroscopy(TEM),
5、energy—dispersiveX-rayspectroscopy(EDS)andX-rayphotoelectronspectroscopy(XPS),theinvestigationwasconductedoneffectofalloyelements;SiCparticulatesurfaceconditionandfabricationprocessingontheinterfaceinSiCp/A1composites.TheresultsshowedthatSiC/AlandSiC/Siinter
6、facedominatedinSiCD/A1—5~1Owt%Si·0.5wt%Mgcomposites.Theinterfacereactionwasoneofformingspinel(MgAl204)inthosecomposites.TheinvestigationoftheinterfaceinasfabricatedandremoltenconditionsofSiCp/AI—Sicompositesshowedthatthespinelcouldformandgrowrapidly.Themecha
7、nismofthespinelformingwasstudiedbychangingthesurfaceconditionofSiCparticles.SiC/A1interfacedominatedattheinterfacaofSiCparticlereinforeedwroughtaluminumalloys(A1一Mg-Si).Interfacereactionsofformationofspinelandaluminumcarbidewereobserved.Theinterfacereactiono
8、fformingaluminumcarbidecouldbesuppressedbyadditionoftitanium.InaSiCD/A1-Mg—Si—Pb—Ticompositeleadexistedmainlyattheinterfacebecauseoftheeffectoftitanium,whichcouldpromotewettingbetweenSiCandliqui