无压浸渗法制备sical复合材料强度和耐磨性的研究

《无压浸渗法制备sical复合材料强度和耐磨性的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、摘要采用添加造孔剂(淀粉)工艺制备了SiC预制体，用无压浸渗法制备了SiC／A1复合材料。分析了影响SiC预制体气孔率的几个因素：颗粒尺寸、造孔剂含量和颗粒级配等，系统的研究了这些因素对复合材料抗弯强度的影响规律，同时对SiC／AI复合材料的摩擦磨损行为进行了初步探索。结合组织分析、断面和磨面SEM观察，讨论了SiC／A1复合材料的断裂机理和磨损机制。研究表明，适当的压力是制备性能良好、组织均匀SiC预制体的基础，造孔剂含量和颗粒级配是影响碳化硅预制体气孔率的两个主要因素。随着造孔剂含量的增加，预制体气孔率

2、升高。颗粒级配是降低预制体气孔率，制备高体积分数SiC预制体非常有效的方法。通过颗粒级配也可以降低复合材料的气孔率．研究同时表明，一定的浸渗温度，是实现无压浸渗法制备SiC／AI复合材料的前提，恰当的保温时间是制备力学性能良好复合材料的基础．‘SiC颗粒的分布、大小、体积分数和气孔率是影响sic，Al复合材料抗弯强度的主要因素。随着颗粒尺寸的减小，细小颗粒在基体弥散分布，阻碍了位错的运动，强化了Al基体；同时，随SiC颗粒尺寸的减小，颗粒之间的间隙减少。位错绕过第二相粒子所需的临界切应力越大，因此复合材料的

3、抗弯强度越高．随Al相体积分数的增加，SiC颗粒的搭接现象减少，有效的增加了承载面积，故随砧相体积分数的增加复合材料的抗弯强度增大。颗粒级配可提高大颗粒复合材料的抗弯强度，原因在于大颗粒所受的粘滞阻力小，而小颗粒所受的毛细压力大，大小颗粒级配使浸渗变得更加容易，复合材料的致密度增加。SiC／A1复合材料的断裂特征既有脆性断裂又有韧性断裂，二者比例与材料组织特征有关。摩擦磨损研究表明，高强度siC在摩擦磨损过程中对舢基体起到了良好的保护作用，大颗粒在摩擦磨损过程中不易被切削掉，又可以抑止压表层裂纹的扩展，因此

4、随SiC颗粒尺寸的增大，Si叭l复合材料体积磨损率减小．通过颗粒级配改善了SiC／AI复合材料的干摩擦磨损性能。粗细颗粒间有相互强化作用．粗细颗粒级配有利于光滑摩擦表面的获得与稳定．同时，可提高复合材料对断裂磨损的抗力。随着SiC体积分数的增加，复合材料有效承载面积增加，磨损率降低。对磨损面形貌分析表明，复合材料的磨损机制是对偶件材料的转移和磨粒磨损引起的犁沟。关键词：SiC，Al复合材料，无压浸渗，抗弯强度，摩擦磨损，预制体．长安大学硕士学位论文ASTUDYoNTHEBENDINGSTRENGTHANDW

5、EARRESISTANCEOFSIC／ALCOMPOSITIESBYPRESSURELESSINFILTRATIONABSTRACTSiCpreformswerefabricatedbyaddingpore-formingmaterials(starch)．Andusingpressurelessinfiltrationtechnique，SiC／AIcompositesweremade．Theinfluenceofseveralfactors，suchassizeofparticles，contentso

6、fstarchandgradeofparticles，011theporosityofpreformswasinvestigated．Theeffectsofthesefactorsonthebendingstrengthalealsosystematicallystudied．AndthebehavioroffrictionandwearofSiC／AIcompositesispreliminarilyinvestigated．Furthermore,bytheanalysesofmicrostructu

7、res,thefiactureandwornsurfaces,themechanismoffractureandwearofSiC／AIcompositesarcdiscussed．，Theresultshaveshownthatasuitablepressureiselementaryoffabrica矗ngthepreformswithahomogenousmicrostractureandgoodprope啊．Contentofpore—formingmaterialsandparticlesmatc

8、hing撇twomajorfactors,influencingOntheporosityofSiCpreforms．Theporosityofpreformsincreasedwiththeincreaseofstarchcontents．ParticlematchingisalleffectivewaytOreduceporosity,andobtainthepreformswithhighvolumefra