表面涂覆Al-,18-B-,4-O-,33-w增強(qiáng)6061Al復(fù)合材料界面結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能研究.pdf

1、本文采用溶膠-凝膠法對硼酸鋁晶須(ABOw)進(jìn)行ZnO及ZnAl2O4涂覆處理，ZnO和ABOw的原始質(zhì)量比為1∶10。然后利用擠壓鑄造法制備硼酸鋁晶須增強(qiáng)6061Al復(fù)合材料，復(fù)合材料中晶須的體積分?jǐn)?shù)為20％，根據(jù)有無涂層及涂層種類，復(fù)合材料分別簡記為ABOw/6061Al(無涂層)， ABOw/ZnAl2O4/6061Al(ZnAl2O4涂層)和ABOw/ZnO/6061Al(ZnO涂層)。利用差熱-熱重(DSC-TG)分析和X射線

2、衍射(XRD)分析，研究硼酸鋁晶須的涂覆工藝；利用掃描電子顯微鏡(SEM)和X射線衍射分析，研究硼酸鋁晶須的形貌與結(jié)構(gòu)；利用金相顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡、X射線衍射分析和透射電子顯微鏡(TEM)，研究復(fù)合材料的微觀組織結(jié)構(gòu)并確定界面反應(yīng)；利用比表面儀測定ZnAl2O4涂覆硼酸鋁晶須前后的比表面積；通過臨界壓力浸滲試驗(yàn)，研究涂層對界面潤濕性的影響；通過復(fù)合材料的時效硬化行為試驗(yàn)，研究涂層對界面反應(yīng)的影響；通過復(fù)合材料的拉伸試驗(yàn)，研究

3、涂層對復(fù)合材料拉伸性能的影響及時效對復(fù)合材料拉伸性能的影響，并利用掃描電子顯微鏡觀察復(fù)合材料拉伸斷口。 結(jié)果表明，采用溶膠-凝膠涂覆工藝，可在硼酸鋁晶須表面涂覆均勻的ZnO和ZnAl2O4涂層。ZnO和ZnAl2O4涂層的加入并不影響硼酸鋁晶須在鋁基體里均勻的分布狀態(tài)。ZnO涂層的化學(xué)潤濕性優(yōu)于ZnAl2O4涂層的物理潤濕性。ABOw/6061Al在擠壓鑄造及隨后的熱暴露過程中發(fā)生了嚴(yán)重的界面反應(yīng)，ABOw/ZnAl2O4/60

4、61Al在擠壓鑄造及隨后的熱暴露過程中ZnAl2O4涂層并不參加界面反應(yīng)，同時也能有效地阻止硼酸鋁晶須與基體合金中的鎂發(fā)生反應(yīng)，而且Al和ZnAl2O4之間存在明顯的位向關(guān)系，ABOw/ZnO/6061Al在擠壓鑄造過程中硼酸鋁晶須表面的涂覆層ZnO和Al發(fā)生了鋁熱反應(yīng)，并且熱暴露不改變界面產(chǎn)物的種類和形貌。ZnAl2O4涂層和ZnO涂層推遲了復(fù)合材料的峰時效，改變了復(fù)合材料的時效動力學(xué)，并且ZnO涂層比ZnAl2O4涂層更能有效地推遲