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《顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料-課程論》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、復(fù)合材料學(xué)課程論文題目：顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料學(xué)院：化學(xué)工程學(xué)院專業(yè)：高分子材料與工程班級(jí)：高材121學(xué)生姓名：趙強(qiáng)學(xué)號(hào)：2012121693電子郵箱：657993149@qq.com1摘要：顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料具有很高的比強(qiáng)度、比剛度以及優(yōu)良的阻尼減震性能，是汽車制造、航空航天等領(lǐng)域的理想材料之一。本文綜述了顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的研究概況，鎂基復(fù)合材料常用的基體合金和常用的增強(qiáng)相。簡(jiǎn)要介紹了其制備方法、力學(xué)以及阻尼性能，并對(duì)它的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。關(guān)鍵詞：復(fù)合材料；顆粒增強(qiáng)體；基體鎂合金；1、制備方法1.1、粉末冶金法粉末冶金法是把微細(xì)純
2、凈的鎂合金粉末和增顆粒均勻混合后在模具中冷壓，然后在真空中將合體加熱至合金兩相區(qū)進(jìn)行熱壓，最后加工成型得復(fù)合材料的方法。粉末冶金的特點(diǎn)：可控制增顆粒的體積分?jǐn)?shù)，增強(qiáng)體在基體中分布均勻；制備溫度較低，一般不會(huì)發(fā)生過(guò)量的界面反應(yīng)。該法工藝設(shè)備較復(fù)雜，成本較高，不易制備形狀復(fù)雜的零件。1.2、熔體浸滲法包括壓力浸滲、無(wú)壓浸滲和負(fù)壓浸滲。壓力浸滲是先將增強(qiáng)顆粒做成預(yù)制件，加入液態(tài)鎂合金后加壓使熔融的鎂合金浸滲到預(yù)制件中，制成復(fù)合材料采用高壓浸滲，可克服增強(qiáng)顆粒與基體的不潤(rùn)濕情況，氣孔、疏松等鑄造缺陷也可以得到很好的彌補(bǔ)。無(wú)壓浸滲是指熔的鎂合金在惰
3、性氣體的保護(hù)下，不施加任何壓力對(duì)增強(qiáng)顆粒預(yù)制件進(jìn)行浸滲。該工藝設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低，但預(yù)制件的制備費(fèi)用較高，因此不利于大規(guī)模生產(chǎn)。增強(qiáng)顆粒與基體的潤(rùn)濕性是無(wú)壓浸滲技術(shù)的關(guān)鍵。負(fù)壓浸滲是通過(guò)預(yù)制件造成真空的負(fù)壓環(huán)境使熔融的鎂合金滲入到預(yù)制件中。由負(fù)壓浸滲制備的SiC／Mg顆粒在基體中分布均勻。1.3、全液態(tài)攪拌法在保護(hù)氣氛下，將增強(qiáng)顆粒加入熔融的鎂合金基體中，再進(jìn)行機(jī)械攪拌，最后澆鑄成型。2此方法設(shè)備以及工序簡(jiǎn)單，成本也較低，但在攪拌的過(guò)程中容易產(chǎn)生氣孔，另外由于增強(qiáng)顆粒與基體的密度不同易發(fā)生顆粒沉積和團(tuán)聚的現(xiàn)象：鑄錠凝固后可以進(jìn)行熱擠壓，可以
4、改善基體和增強(qiáng)顆粒間的界面完整性以及增強(qiáng)相在基體中的均勻分布，并且在擠壓的過(guò)程中發(fā)生了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶，復(fù)合材料發(fā)生了明顯的晶粒細(xì)化現(xiàn)象。1.4、半固態(tài)攪熔鑄造法半固態(tài)攪熔鑄造法是指將增強(qiáng)顆粒加入由機(jī)械攪拌的半固態(tài)基體中，待混合均勻后升至熔點(diǎn)溫度澆鑄，凝固后得到鎂基復(fù)合材料的方法。此方法可以避免全液態(tài)攪拌法易產(chǎn)生氣孔和發(fā)生顆粒沉積及團(tuán)聚的現(xiàn)象。該工藝較有利于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。1.5、噴射沉積法此工藝首先用高壓的惰性氣體流將液態(tài)鎂合金霧化，形成熔融狀態(tài)的鎂合金噴射流，同時(shí)將增強(qiáng)顆粒噴入鎂合金噴射流中，使顆粒和基體的混合體沉積到襯底上，凝固后得到鎂基
5、復(fù)合材料：該工藝所制備的復(fù)合材料顆粒在基體中分布均勻、凝固快、界面反應(yīng)較少。2、鎂基復(fù)合材料常用的基體鎂合金和顆粒增強(qiáng)體2.1、常用的基體鎂合金鎂基復(fù)合材料要求基體組織細(xì)小、均勻，基體合金使用性能良好．根據(jù)鎂基復(fù)合材料的使用性能，基體鎂合金主要有鎂鋁鋅系(A731、AZ61、AZ91)、鎂鋅鋯系、鎂鋰系、鎂鋅銅系(ZC71)、鎂錳系、鎂釷鋯系和鎂釹銀系等。純鎂的強(qiáng)度較低，不適合作為基體，一般需要添加合金元素以合金化。主要合金元素有A1、Mn、Zn、Li、AS、Ni和稀土元素等。這些合金元素在鎂合金中具有固溶強(qiáng)化、沉淀強(qiáng)化和細(xì)晶強(qiáng)化等作用。
6、2.2、常用的顆粒增強(qiáng)體根據(jù)鎂基復(fù)合材料的使用性能、基體鎂合金的種類和成分來(lái)選擇所需的顆粒增強(qiáng)體．要求增強(qiáng)體與基體物理、化學(xué)相容性好，應(yīng)盡量避免增強(qiáng)體與基體合金之間的有害界面反應(yīng)，并使其與基體潤(rùn)濕性良好，載荷承受能力強(qiáng)等。取適當(dāng)?shù)墓に嚧胧┦诡w粒在基體內(nèi)分布均勻，減少顆粒間的團(tuán)聚，以改善材料受載時(shí)內(nèi)部的應(yīng)力分布，也保證復(fù)合材料具有良好性能的關(guān)鍵之一。2.2.1、碳化物3SiC顆粒SiC的硬度高，耐磨性能好，并具有抗熱沖擊、抗氧化等性能。鎂沒(méi)有穩(wěn)定的碳化物，SiC在鎂中熱力學(xué)上是穩(wěn)定的，因此，SiC常用作鎂基復(fù)合材料的增強(qiáng)相，并且來(lái)源廣泛，價(jià)
7、格便宜，用其作為增強(qiáng)顆粒制備鎂基復(fù)合材料具有工業(yè)化生產(chǎn)前景。B4C顆粒B4C為菱面體站構(gòu)，高熔點(diǎn)、高硬度，硬度僅次于金剛石與立方氮化硼，熱膨脹系數(shù)相當(dāng)?shù)停瑑r(jià)格也較便宜。B4C顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)臺(tái)材料的制備方法有擠壓鑄造法、粉末冶金法、壓力浸滲法、和只適用于Mg—Li基體臺(tái)金的箔冶金擴(kuò)散焊接法。B4C顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料具有很大的應(yīng)用潛力。TiC顆粒TiC為面心立方晶格，具有高熔點(diǎn)、高硬度及高溫穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。TiC與鎂的潤(rùn)濕性好于與鋁的潤(rùn)濕性。且不和鎂發(fā)生界面反應(yīng)。因此，TiC是作為鎂的增強(qiáng)相的較佳選擇。制備方法有攪拌鑄造法、機(jī)械合金化、中問(wèn)
8、臺(tái)金法和高溫自蔓延法等。2.2.2、硼化物TiB2顆粒TiB2是一種新型的工業(yè)陶瓷原料。具有硬度大，耐磨損，耐酸堿，導(dǎo)電性與穩(wěn)定性好等優(yōu)異特性，TiB2／Al復(fù)合材料得到了廣泛的研究。TiB2
