氧化物原位反應(yīng)合成鎂基復(fù)合材料的研究.pdf

1、鎂基復(fù)合材料是以鎂或鎂合金為基體,以高強(qiáng)度、高模量的陶瓷相或硬質(zhì)相作為增強(qiáng)體的復(fù)合材料。相對(duì)于鎂單質(zhì)與鎂合金,鎂基復(fù)合材料具有更好的力學(xué)性能與物理性能,同時(shí)保留了原有的密度小、阻尼性能好等優(yōu)點(diǎn),比傳統(tǒng)的金屬材料與鋁基復(fù)合材料應(yīng)用潛力更大。自上世紀(jì)70年代開始,鎂基復(fù)合材料已經(jīng)成為復(fù)合材料中的研究熱點(diǎn)之一。
　　本文在實(shí)驗(yàn)中采用各種氧化物與金屬鎂之間的原位反應(yīng)合成法,在鎂的熔點(diǎn)之下合成鎂基復(fù)合材料,并且研究了各個(gè)氧化物體系的原位反應(yīng)

2、機(jī)理和過程,以及他們的顯微組織形貌和部分力學(xué)性能與耐磨性能。
　　本文首先在理論上對(duì)各個(gè)氧化物體系做了熱力學(xué)計(jì)算與分析,在熱力學(xué)上證明了所選擇的Mg-SiO2、Mg-Al2O3、Mg-ZnO和Mg-TiO2四個(gè)體系在鎂的熔點(diǎn)之下都可以發(fā)生置換反應(yīng),生成MgO或金屬間化合物等硬質(zhì)相作為復(fù)合材料的增強(qiáng)相。再通過對(duì)各個(gè)系統(tǒng)的DTA與XRD結(jié)果的分析,研究了其原位反應(yīng)的過程與產(chǎn)物。并結(jié)合對(duì)各體系鎂基復(fù)合材料的顯微組織的分析,研究了各種體系

3、中原位反應(yīng)的機(jī)理。原位反應(yīng)過程都受擴(kuò)散控制。此外,對(duì)各個(gè)不同系統(tǒng)的復(fù)合材料做了硬度、拉伸性能和耐磨性能的測(cè)試,針對(duì)Mg-SiO2和Mg-Al2O3兩個(gè)系統(tǒng)還對(duì)比了不同氧化物的含量對(duì)組織與性能的影響。
　　對(duì)混料方法、壓制壓力、燒結(jié)工藝等制備工藝對(duì)不同體系的復(fù)合材料的組織與性能也做了分析和研究。超聲波輔助電攪拌混料法能充分地分散細(xì)小顆粒,而球磨法能夠細(xì)小顆粒并使其產(chǎn)生缺陷和內(nèi)應(yīng)力,提高體系內(nèi)能;當(dāng)生坯的壓制壓力為500MPa時(shí),燒結(jié)