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《Al復(fù)合材料的原位合成機(jī)制和組織特征.pdf》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線(xiàn)閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、第34卷第5期北京科技大學(xué)學(xué)報(bào)VOI.34No.52012年5月JournalofUniversityofScienceandTechnologyBeijingMay2012微納米ZrB2p/AI復(fù)合材料的原位合成機(jī)制和組織特征李桂榮張勛寅王宏明函趙玉濤陳剛’張釗’1)江蘇大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,鎮(zhèn)江2120132)江蘇中歐材料研究院有限公司,鎮(zhèn)江212009囟通信作者,E-mail:whmlgr@ujs.edu.en摘要采用A1-KBF一KZrF組元通過(guò)熔體直接反應(yīng)法制備了ZrB:顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料,優(yōu)化的初始合成溫度范圍為850~8700c,反應(yīng)時(shí)間為25~30mi
2、n.掃描電鏡觀(guān)察結(jié)果顯示:ZrB:顆粒尺寸為300~400nm,顆粒間距200nm左右,有團(tuán)簇現(xiàn)象,團(tuán)簇體尺寸為3O一40m.當(dāng)顆粒理論體積分?jǐn)?shù)為3%時(shí),單位熔體體積內(nèi)ZrB顆粒形核數(shù)量為6.68×10m~,平均線(xiàn)長(zhǎng)大速率為47.3nm·s~.分析團(tuán)簇原因認(rèn)為:大量細(xì)小高熔點(diǎn)ZrB:增加了熔體黏度,顆粒擴(kuò)散阻力大,限制了顆粒遷移位移;ZrB顆粒因密度大具有較高的沉降速率.原位反應(yīng)過(guò)程分析表明:通過(guò)Al,Zr—A1B間的分子化合及[zr卜[B]間的原子化合得到ZrB,顆粒,是高溫穩(wěn)定相.關(guān)鍵詞金屬基復(fù)合材料;鋁;硼化鋯;納米顆粒;微觀(guān)結(jié)構(gòu)分類(lèi)號(hào)TB333;TGI46.2II
3、nsitufabricationandmicrostructureofmicro-nanoZrB2p/AlcompositesLIGui—rong”,ZHANGXun—yin,WANGHong—ming,ZHAOYu—tao”。CHENGang,ZHANGZhao1)SchoolofMaterialsScience&Engineering,JiangsuUniversity,Zhenjiang212013,China2)JiangsuCentralEuropeanMaterialResearchInstitute,Zhenjiang212009,China圜Corresp
4、ondingauthor,E—mail:whmlgr@ujs.edu.enABSTRACTAluminummatrixcompositesreinforcedbyZrB2particleswerefabricatedwithA1一KBF4一K2ZrF6componentsviaameltdirectreactionmethod.Thesuitablesynthesizingtemperatureandreactiontimeare850to870℃and25to30min.respectively.Scan—ningelectronmicroscopyobservatio
5、nsindicatethatthesizeoftheparticlesis300to400nmandtheintervalbetweenthemisabout200am.Someoftheparticlessticktogether,leadingtoclusterswithasizeof30to40m.Whenthetheoreticalvolumefractionoftheparticlesis3%,thenucleationamountis6.68x10“m~,andtheaveragelineargrowthvelocityis47.3nm·s~.Thereaso
6、nforclusteringisthatabundantfineandinfusibleZrB2particlesincreasetheviscosityofthecompositemelt.Highdiffusionresistanceprohibitstheparticlesfrommigrating.Thustheparticleshavehigherdensityandsedimentationvelocity,whichmakethemclustereasily.Insitureactionanalysisshowsthattheparticlescanbeob
7、tainedbymolecularcombinationbetweenA13ZrandA1B2oratomiccombinationbetweenZrandBatoms,andtheyarestableathightemperature.KEYWORDSmetallicmatrixcomposites;aluminum;zirconiumboride;nanoparticles;microstructure顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料因具有高的比強(qiáng)度、比料有著界面清潔、合成工藝簡(jiǎn)單易操作以及復(fù)合材剛度、低的熱膨脹系數(shù)、耐磨性好和成本低