合金元素及增強體表面狀況對SiCp-Al復合材料界面的影響及其交互作用.pdf

1、采用機械攪拌復合方法制備了SiC顆粒增強鋁基復合材料.通過透射電子顯微鏡(TEM)、X射線能譜儀(EDXS)、X射線光電子能譜儀(XPS)等分析手段,研究了基體合金成分、SiC顆粒表面狀況和制備工藝對復合材料界面結(jié)構(gòu)和界面反應(yīng)的影響.研究表明,對于基體合金中Si含量較高的SiC<,p>/Al-5~10wt﹪Si-0.5wt﹪Mg復合材料,增強體與基體的界面以SiC/Al、SiC/Si為主,并可發(fā)生形成尖晶石(MgAl<,2>O<,4>)

2、的界面反應(yīng).通過對比制備態(tài)復合材料和重熔后復合材料的界面特征,確定界面尖晶石具有很高的形成和長大速度.通過改變SiC顆粒表面狀況,研究了界面尖晶石的形成機制.在以變形鋁合金(Al-Mg-Si)為基的SiC顆粒增強復合材料中,SiC顆粒與基體合金的界面以SiC/Al為主,界面上有MgAl<,2>O<,4>和Al<,4>C<,3>生成.在基體合金中添加Ti元素對SiC/Al之間的界面反應(yīng)有抑制作用.在SiCp/Al-Mg-Si-Pb-Ti復

3、合材料中,由于Ti的存在改善了SiC<,p>/Al-Pb之間的潤濕,并使基體合金中的Pb以Pb相的形式主要存在于界面上;Pb的存在削弱了Ti對SiC/Al之間界面反應(yīng)的抑制作用.基體合金元素之間對復合材料的界面結(jié)構(gòu)和界面反應(yīng)存在著交互作用.對復合材料中界面本征結(jié)構(gòu)的研究表明,SiC晶體中的最密排面與鋁熔體之間具有最低的界面能.SiC晶體在復合材料中會形成臺階界面,此時界面能處于最低狀態(tài).對于α-SiC(6H)晶體的臺階界面,臺階界面由(