高壓燒結SiC增強鋁基復合材料組織及性能研究.pdf

1、本論文以Al-20Si為基體，SiC顆粒為增強體，采用高壓六面頂設備，分別在2GPa、4GPa、6GPa的壓力下，燒結制備了不同SiC體積分數(shù)的SiC顆粒增強Al基復合材料。為進行比較，在30MPa的壓力下制備了相同SiC體積分數(shù)的復合材料。對制備的復合材料進行相組成以及微觀形貌分析，研究了燒結壓力以及SiC體積分數(shù)對復合材料組織和性能的影響。
　　分析表明，采用30MPa熱壓燒結以及2GPa高壓燒結時，制備的SiCp/Al-20

2、Si復合材料基體相組成為β-Si+(α-Al+β-Si)共晶組織；燒結壓力提高到4GPa和6GPa時，復合材料基體的相組成為α-Al+(α-Al+β-Si)共晶組織。SiC顆粒與基體界面結合良好，界面無有害相Al4C3?；w中α-Al的衍射峰左移，晶格常數(shù)變大，Si在α-Al中的固溶度變大。相同燒結壓力下，隨著SiC顆粒體積分數(shù)的增大，共晶組織細化。高壓燒結與熱壓燒結相比，初生Si相尺寸明顯變小，共晶硅呈現(xiàn)纖維狀，說明高壓對Si有明顯的

3、變質作用。
　　復合材料的致密度隨壓力的增大而增大，4GPa時達到最大；硬度隨壓力增大而增大。對于相同成分的材料，高壓燒結法制備的材料抗壓強度在565MPa-700 MPa之間，比熱壓工藝制備的材料平均抗壓強度高190.78％。斷口分析表明，高壓燒結的復合材料中SiC與基體結合較好，SiC大都發(fā)生解理斷裂；熱壓燒結的復合材料在SiC增強相與基體界面的結合處發(fā)生斷裂。相同燒結壓力下，隨著SiC顆粒體積分數(shù)的增大，復合材料的密度、硬度