原位ZrB2/Al-25Si鋁基復(fù)合材料的制備工藝優(yōu)化研究
The Optimization of preparation process of in-situ ZrB2/Al-25Si composites

1.28萬字 32頁(yè) 原創(chuàng)作品，已通過查重系統(tǒng)

摘 要
現(xiàn)代科技的發(fā)展和工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)材料的性能要求也越來越高，特別是隨著能源和環(huán)保問題日益受到世界各國(guó)強(qiáng)烈關(guān)注，輕質(zhì)、高性能、低成本鋁基復(fù)合材料己成為材料科學(xué)與技術(shù)的重要發(fā)展方向。高硅鋁基復(fù)合材料具有高的比強(qiáng)度、比剛度、密度低、熱導(dǎo)率高、優(yōu)良的高溫力學(xué)性能、低的熱膨脹系數(shù)以及良好的耐磨性等優(yōu)點(diǎn)在航空航天、汽車、電子、光學(xué)、體育等領(lǐng)域具有很廣闊的應(yīng)用前景。
本文以高硅鋁合金Al-25Si為基體合金，以K2ZrF6和KBF4為反應(yīng)物，采用熔體原位反應(yīng)法，制備了低熱膨脹系數(shù)原位ZrB2增強(qiáng)Al-25Si基復(fù)合材料復(fù)合材料。利用金相顯微鏡、掃描電鏡等多種現(xiàn)代分析手段，研究了復(fù)合材料的物相組成、顯微組織、顆粒增強(qiáng)體形貌分布及熱膨脹系數(shù)，分析了它們的內(nèi)在本質(zhì)和作用機(jī)制，并對(duì)其原位反應(yīng)過程做了簡(jiǎn)要分析。
在相同反應(yīng)物K2ZrF6和KBF4加入量的條件下，隨反應(yīng)時(shí)間的增加，反應(yīng)生成物ZrB2的量逐漸增加；在相同反應(yīng)時(shí)間的情況下，隨反應(yīng)物K2ZrF6和KBF4加入量的增加，反應(yīng)生成物ZrB2的量逐漸增加。
復(fù)合材料的微結(jié)構(gòu)研究結(jié)果表明，當(dāng)K2ZrF6和KBF4加入量為5%時(shí)，反應(yīng)所生成的ZrB2的形態(tài)并沒有隨時(shí)間有太大的改變，并且生成物大多以不規(guī)則形態(tài)分布。隨著反應(yīng)時(shí)間的增加，反應(yīng)生成的ZrB2的數(shù)量明顯增多，并且分布表現(xiàn)為聚集態(tài)即ZrB2顆粒有團(tuán)簇。
反應(yīng)物加入量增加到20%時(shí)，所得的ZrB2的量均會(huì)顯著增加。隨反應(yīng)時(shí)間的增加，ZrB2的量顯著增加，并且顆粒分布也有越來越均勻的趨勢(shì)。并且，結(jié)合低分倍率的圖像可以發(fā)現(xiàn)，沒有發(fā)現(xiàn)棒狀A(yù)l-Zr相，說明該合成工藝能有效抑制Al-Zr中間相的生成。

關(guān)鍵詞： 高硅鋁合金Al-25Si；原位反應(yīng)；ZrB2；掃描電鏡