真空壓力浸滲法制備SiC-,P--Al復(fù)合材料及熱膨脹性能研究.pdf

1、SiCp/Al復(fù)合材料具有高導(dǎo)熱、低膨脹、高模量、低密度等優(yōu)異的綜合性能，是當(dāng)今材料科學(xué)的研究熱點(diǎn)之一。 制備高性能的預(yù)制體是制備高性能SiCp/Al復(fù)合材料的關(guān)鍵技術(shù)之一。目前國內(nèi)外有關(guān)顆粒預(yù)制體制備的報(bào)道非常少。選擇性激光燒結(jié)法(SLS)制備預(yù)制體較其他的方法具有無模制造和能制備復(fù)雜形狀的優(yōu)點(diǎn)。在SiCp/Al復(fù)合材料的制備方法中，真空壓力浸滲法是在真空、壓力條件下浸滲，可以改善金屬與增強(qiáng)體的界面結(jié)合情況，內(nèi)部組織也較密實(shí)。

2、而且通過控制熔化過程更能避免氣體和夾雜物的裹入問題。是較好的制備含高體積分?jǐn)?shù)SiC顆粒的SiCp/Al復(fù)合材料的方法。 本文提出了將環(huán)氧樹脂與磷酸二氫銨作為混合粘結(jié)劑進(jìn)行激光燒結(jié)制備SiCp預(yù)制體的方法，在200℃左右的激光燒結(jié)時(shí)，環(huán)氧樹脂發(fā)揮主要粘結(jié)作用，隨后的700℃二次燒結(jié)使環(huán)氧樹脂燒損生成孔隙并使磷酸二氫銨發(fā)揮主要粘結(jié)作用讓預(yù)制體成型。經(jīng)過正交實(shí)驗(yàn)，結(jié)合工藝參數(shù)對(duì)預(yù)制體成型性的影響和提高燒結(jié)效率的目的，最后選擇的激光燒結(jié)

3、工藝參數(shù)為：激光功率30W；掃描速度1500 mm/s；激光掃描間距0.1mm；鋪粉層厚0.2mm。所制備的預(yù)制體通過真空壓力浸滲法制得了SiCp/Al復(fù)合材料，其顆粒分布均勻，顆粒體積比通過調(diào)節(jié)環(huán)氧樹脂比例和加入填料的方式在一定范圍內(nèi)可調(diào)。 討論了在真空壓力浸滲法制備單一顆粒尺寸SiCp/Al復(fù)合材料中浸滲壓力、浸滲溫度、保壓時(shí)間和Si、Mg的加入對(duì)滲流的影響并提出了改善滲流的方法。 成功制備了含80μm和21μm S

4、iC的雙顆粒尺寸SiCp/Al復(fù)合材料， SiC顆粒體積分?jǐn)?shù)為68.3％，其SiC顆粒分布均勻，界面處無明顯孔洞和夾雜，也無Al4C3脆相生成，通過云紋干涉法測(cè)得其30℃-200℃的熱膨脹系數(shù)為8.289x10-6 /K，200℃-500℃的熱膨脹系數(shù)為11.307x10-6 /K。當(dāng)溫度超過200℃，隨著熱應(yīng)力的增加及基體強(qiáng)度的下降，基體中產(chǎn)生了塑性變形。此時(shí)復(fù)合材料的熱應(yīng)變等于基體和陶瓷顆粒的膨脹量與基體塑性變形量之和，因而導(dǎo)致了S