Al-Si-K-,2-ZrF-,6-體系反應合成復合材料的制備與性能研究.pdf

1、本文以高硅鋁合金Al-20Si為基體合金，以Al—K2ZrF6為反應體系，采用熔體原位反應法，制備了(Al3Zr+Si)P/Al復合材料。利用金相顯微鏡、掃描電鏡、電子探針、X—射線衍射儀等多種現(xiàn)代分析手段，研究了復合材料的微觀組織、內(nèi)生增強體特征，測試了復合材料的力學性能和室溫干滑動摩擦磨損特性，并分析了復合材料組織優(yōu)化和性能強化的內(nèi)在本質和作用機制。 實驗結果表明，Al-20Si—K2ZrF6體系制備復合材料的最佳工藝參數(shù)為

2、：起始反應溫度為800℃左右、反應時間15min、反應物K2ZrF6加入量15wt％。X—射線衍射(XRD)和掃描電鏡(SEM)分析表明：Al-20Si—K2ZrF6體系原位反應生成的顆粒增強相為A13Zr和初生Si，且顆粒尺寸細小，彌散分布于基體中，初生Si的尺寸為20μm左右，Al3Zr的尺寸在5μm左右。經(jīng)P—Cu+RE復合變質處理后，初生Si顆粒的尺寸趨于變?。还簿Ч璧某叽缫沧兊酶鼮榧毿?。 力學性能實驗結果表明，隨著顆粒

3、體積分數(shù)的增加，(Al3Zr+Si)P/Al復合材料的抗拉強度和硬度均有顯著提高，而伸長率呈下降趨勢，當反應生成的顆粒體積分數(shù)達到5.5％時，該復合材料的抗拉強度為194MPa，較基體合金的137MPa提高了41.6％；其布氏硬度由68增加到95，提高了39.7％。。對(Al3Zr+Si)P/Al復合材料的拉伸斷裂形貌及其機理進行了分析，結果表明：內(nèi)生Al3Zr復合材料的斷裂機制為脆性斷裂，其增強機制主要有增強相強化、位錯強化和細晶強化