文档介绍：东北大学
课程论文
论文题目: 颗粒增强铝基复合材料的
制备方法及其存在的问题
课程名称:冶金新方法与新材料制备
任课教师: 吴林丽
学院: 材料与冶金学院
班级:冶金0903班
学号: 20091370
姓名: 赵志强
颗粒增强铝基复合材料的制备方法及其存在的问题
赵志强
(东北大学材料与冶金学院)
摘要:综述了颗粒增强铝基复合材料的研究现状,铝基复合材料的制备方法,及其存在的问题。
关键词:颗粒;铝基复合材料;制备方法;问题
Particles Reinforced posite Materials, the Preparation Methods and Existing Problems
ZHAO zhiqiang
(Northeastern University College of Material and Metallurgy)
Abstract: The review of particles reinforced aluminum posites, the research development of posite material preparation methods, and its existing problems.
Key words: particle;posite materials ;preparation methods;the problem of existence
颗粒增强铝基复合材料(PRAMCs)是 21 世纪最有发展前途的先进材料之一,以其高比强度、高比刚度、高比模量、低密度及良好的高温性能、更耐疲劳和更耐磨,阻尼性能好,热膨胀系数低、导电性能良好等优良的综合力学性能和使用性能。其中弥散增强的铝基复合材料,不仅各向同性特征突出,而且可加工性强、价格低廉以及无高分子复合材料常见的老化、高温蠕变现象和在高真空条件下不释放小分子的特点, 这克服了树脂基复合材料在航空领域中使用时存在的缺陷,更是受到复合材料工作者的广泛关注。在航空航天、先进武器系统、汽车、电子封装及体育器材等领域都显示出广阔的应用前景,因此,颗粒增强铝基复合材料已成为铝基复合材料研究领域中最重要、最常用的材料之一。
增强机理
PRAMCs 是以纯铝或铝合金为基体, 复合添加一定的颗粒增强相而成的。PRAMCs 的强化机理沿用的是弥散强化型合金的理论,并且多从位错运动的角度进行分析。在外加剪应力
的作用下,当基体金属中的位错受力达到临界应力时发生运动,即基体金属发生塑性变形。如果位错运动受到质点(增强颗粒)的阻碍,就会产生位错塞积,从而使质点受到一个较大的应力。塞积位错越多,该力就越大。根据文献可知颗粒的直径间距以及体积分数之间必须满足下式关系否则颗粒将无强化作用。
Dp=2dp3Vp12(1-Vp)
式中:Dp为颗粒之间的间距;dp为颗粒的直径;Vp为颗粒体积分数
制备及成形工艺
1 搅拌制备法
搅拌法又称为漩涡法,其基本原理是将颗粒增强物直接加入到熔融的铝合金熔体中,通过一定方式的搅拌,使颗粒分散在铝合金熔体中,最后复合成PRAMCs 熔体。按照增强颗粒与铝液混合搅拌方式,其可分为机械搅拌法、高能超声复合法和电磁搅拌法等。其中机械搅拌法对设备要求低、工艺简单,对颗粒种类和