Al-Ni-,2-O-,3-系鋁基復合材料微波合成研究.pdf

1、微波合成法是一種高效節(jié)能的材料制備方法。本文以Al、Ni2O3粉末為原料，采用常規(guī)及微波加熱兩種技術分別合成了Al-Ni2O3系鋁基復合材料，利用多種現(xiàn)代測試技術對反應過程及反應產物進行觀察分析，并通過自制軟件測定微波加熱過程的升溫曲線，探索微波合成的工藝及其合成機理。
　　 Al-Ni2O3系反應由兩步組成，首先Al與Ni2O3反應生成Al2O3和活性Ni原子，接著活性Ni原子與Al反應生成Ni2Al3。增強體體積分數(shù)由20％

2、增加到100％時，反應活化能由139.963 kJ/mol增加到331.320kJ/mol。增強體體積分數(shù)為20％的復合材料凝固時Ni2Al3長大，液態(tài)中析出NiAl3，反應產物由鋁基體和細小顆粒Al2O3、大塊Ni2Al3以及細條狀NiAl3三種增強體組成。體積分數(shù)為50％的復合材料凝固到一定溫度時，液相與Ni2Al3發(fā)生包晶反應產生了包晶相NiAl3。
　　 相比于常規(guī)合成，微波合成時起爆溫度降低134℃以上，反應速度顯著加

3、快，制備時間僅為常規(guī)合成的1/20。微波合成的產物組織致密、分布均勻且晶粒細小。增強體體積分數(shù)為10％的復合材料比起鋁基體抗拉強度增加至145.3MPa，延伸率下降到為8％，斷口上有大量細小韌窩，屬韌性斷裂。增強體體積分數(shù)為20％的材料抗拉強度為126.1MPa，延伸率1.75％，斷口可見明顯大塊物，屬脆性斷裂。以上兩種材料比起鋁基體平均線膨脹系數(shù)分別降低了2.11％和8.05％。加入稀土氧化物，能提高材料的抗拉強度并降低其熱膨脹系數(shù)。