機(jī)械合金化-放電等離子體燒結(jié)制備Al2Cu和Al2O3原位增強(qiáng)Al基復(fù)合材料.pdf

1、Al基復(fù)合材料具有較高的比強(qiáng)度、比剛度以及良好的可加工性等優(yōu)點(diǎn)，在軍工、航空航天與汽車領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。本文采用機(jī)械合金化和放電等離子燒結(jié)工藝分別制備了致密的高強(qiáng)度Al2Cu和Al2O3顆粒增強(qiáng)Al基復(fù)合材料。討論了機(jī)械合金化工藝參數(shù)和Cu含量對(duì)Al-Cu復(fù)合粉末的相結(jié)構(gòu)、顯微組織的影響；結(jié)合熱力學(xué)條件，研究了Al–Cu二元體系中相形成難易程度以及固溶度的擴(kuò)展；研究了機(jī)械合金化過程，Al和CuO的原位反應(yīng)歷程；通過放電等離子燒結(jié)工藝成

2、功制備了Al2Cu和Al2O3顆粒增強(qiáng)Al基復(fù)合材料。
　　研究結(jié)果表明，以Al–Cu為反應(yīng)體系，在機(jī)械合金化過程中，隨著機(jī)械合金化時(shí)間的延長(zhǎng)，部分Cu原子逐漸固溶于Al原子晶格中，形成均勻過飽和固溶體Al（Cu）。固溶度隨著機(jī)械合金化時(shí)間和Cu含量的增加而增加。對(duì)于Al–Cu二元體系，通過熱力學(xué)計(jì)算和DSC熱分析表明，固溶體相對(duì)于非晶態(tài)和金屬間化合物更為穩(wěn)定。
　　采用放電等離子燒結(jié)方法原位制備了致密的Al2Cu/Al復(fù)合

3、材料。燒結(jié)壓力越大，塊體復(fù)合材料致密化程度越高，增強(qiáng)相顆粒越細(xì)小，分布越均勻，硬度值也越高。Cu含量對(duì)燒結(jié)體的的增強(qiáng)相的形貌有較大影響。當(dāng)Cu含量較低時(shí)，Al2Cu增強(qiáng)相顆粒細(xì)小并且分布比較均勻；Cu含量逐漸增大時(shí)，有棒狀A(yù)l2Cu顆粒出現(xiàn)；當(dāng)Cu含量繼續(xù)升高時(shí)，出現(xiàn)了大量Al2Cu顆粒團(tuán)聚現(xiàn)象。隨著Cu含量的增加，塊體復(fù)合材料壓縮斷裂強(qiáng)度逐漸升高，Al–10％Cu塊體試樣壓縮斷裂強(qiáng)度高達(dá)611.3 MPa，塑性變形量為9.6％。