碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料彈性模量與阻尼機(jī)制研究.pdf

1、本文利用經(jīng)不同表面處理的SiC顆粒與6066Al粉末采用粉末冶金工藝制備了6066Al合金和SiCp/6066Al復(fù)合材料。利用SEM、金相顯微鏡、萬能拉伸機(jī)TEM、HRTEM、XRD分析了經(jīng)不同表面處理的SiC顆粒的表面情況及采用它們制備的復(fù)合材料的顯微結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能：在此基礎(chǔ)上利用多功能內(nèi)耗儀分析了12％SiCp/6066Al復(fù)合材料動態(tài)模量特征和阻尼機(jī)制：最后通過考慮界面層厚度和界面結(jié)合強(qiáng)度，理論結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果研究分析了界面特征對P

2、RMMCs彈性模量和界面阻尼的影響。主要得到如下結(jié)論： (1)利用氧化酸洗并堿洗，得到表面干凈、棱角鈍化和比表面積大的SiC顆粒；再經(jīng)熱壓燒結(jié)和熱擠壓過程，干凈和大比表面積的SiC顆粒與基體間原子擴(kuò)散容易，界面層薄而干凈，界面結(jié)合強(qiáng)度高，顆粒分布均勻，同時(shí)基體晶粒也得到細(xì)化；由此制備的復(fù)合材料的綜合性能最好； (2)求出了6066Al合金和SiCp/6066Al復(fù)合材料的阻尼峰的激活能和弛豫時(shí)間，分別為1.78eV、9.

3、95×10-15s和1.68eV、1.01×10-14s；SiC顆粒的加入使MMCs的阻尼峰向低溫方向漂移了約50℃；高溫時(shí)的阻尼峰主要是由界面擴(kuò)散和品界滑移機(jī)制引起的；中低溫時(shí)的阻尼主要?dú)w功于位錯(cuò)阻尼；MMCs的動態(tài)模量比基體合金軟化的慢，是由于加入的SiC顆粒具有良好的高溫性能，二者在高溫時(shí)動態(tài)模量的軟化速率分別為-0.69℃-1和-1.60℃-1； (3)無論增強(qiáng)體中是否計(jì)入界面體積，PRMMCs的彈性模量基本隨界面層厚度

4、減小而增加，隨界面結(jié)合強(qiáng)度提高而增加，而界面阻尼則與之相反；當(dāng)增強(qiáng)體中計(jì)入界面體積時(shí)，在弱結(jié)合時(shí)界面厚的界面阻尼高，在強(qiáng)結(jié)合時(shí)界面厚的界面阻尼低；當(dāng)增強(qiáng)體中未計(jì)入界面體積時(shí)，在弱結(jié)合時(shí)界面薄的彈性模量高，在強(qiáng)結(jié)合時(shí)界面厚的彈性模量低； (4)兼顧彈性模量和界面阻尼兩方面，實(shí)驗(yàn)中為提高兩者性能可適當(dāng)提高增加增強(qiáng)體的體積分?jǐn)?shù)，為提高增強(qiáng)體與基體的浸潤性時(shí)，界面層應(yīng)盡量控制得比較薄更有利。理論研究為實(shí)際制備復(fù)合材料時(shí)控制界面提供了科學(xué)