原位顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的制備及性能研究.pdf

1、本報(bào)告采用真空燒結(jié)獲得含細(xì)小陶瓷顆粒的燒結(jié)塊,利用重熔稀釋法制備了原位TiC、TiB<,2>以及TiB<,2>+TiC顆粒增強(qiáng)的鎂基復(fù)合材料,并對(duì)復(fù)合材料的組織和性能進(jìn)行了研究.采用Al、Ti和B<,4>C粉末燒結(jié)獲得所需的TiC和TiB<,2>陶瓷顆粒在熱力學(xué)上是可行的;Al粉主要起介質(zhì)作用.真空碳管爐制備了含亞微米級(jí)TiC和TiB<,2>顆粒的燒結(jié)塊,分析表明,復(fù)合材料母體的顆粒尺寸在100nm-1μm之間.采用重熔稀釋法將復(fù)合材料

2、母體熔于合金基體中,通過(guò)攪拌制得原位TiC、TiB<,2>以及TiB<,2>+TiC顆粒增強(qiáng)的鎂基復(fù)合材料;結(jié)果表明,TiC、TiB<,2>以及TiB<,2>+TiC陶瓷顆粒在AZ91基體中分布均勻,大部分陶瓷顆粒的尺度在亞微米級(jí).沉降觀察表明,鎂基復(fù)合材料中的TiC和TiB<,2>顆粒由于和基體間的比重差異存在明顯的沉降現(xiàn)象;通過(guò)適當(dāng)改善工藝可以減輕顆粒的沉降,結(jié)果表明,熔化溫度高于800℃,保溫時(shí)間30-45min,攪拌時(shí)間30-6

3、0min,澆注溫度低于700℃時(shí),則顆粒沉降情況將會(huì)有所緩解.利用XRD、SEM及EDS等對(duì)原位TiC、TiB<,2>和TiB<,2>+TiC顆粒增強(qiáng)的鎂基復(fù)合材料的組織分析表明,陶瓷顆粒主要存在于基體中,而且尺寸細(xì)小、分布較均勻.(TiB<,2>+TiC)<,p>/Mg復(fù)合材料由于顆粒的彌散強(qiáng)化,可以較大程度的提高復(fù)合材料的顯微硬度等力學(xué)性能.和純鎂相比,由于位錯(cuò)密度提高,在應(yīng)力作用下發(fā)生位錯(cuò)纏結(jié)、塞積,TiC<,p>/Mg復(fù)合材料的

4、阻尼性能有所下降;而通過(guò)熱處理可以消除材料內(nèi)應(yīng)力,降低位錯(cuò)密度,相應(yīng)提高TiC<,p>/Mg復(fù)合材料的阻尼性能;熱處理可以提高復(fù)合材料的阻尼性能.利用熔鹽反應(yīng)制得的TiB<,2>顆粒研究了體積分?jǐn)?shù)為0.8﹪的TiB<,2>顆粒對(duì)TiB<,2p>/Mg復(fù)合材料的組織的細(xì)化作用,結(jié)果表明晶粒度由約100μm降為約50μm;室溫下復(fù)合材料的阻尼具有強(qiáng)烈的應(yīng)變振幅效應(yīng),在測(cè)試的應(yīng)變振幅范圍內(nèi)阻尼出現(xiàn)了極值,這種現(xiàn)象與原位TiB<,2>顆粒對(duì)位錯(cuò)