文档介绍：宁夏大学
硕士学位论文
SiCp/AlFGM的制备及动力学性能研究
姓名:原政
申请学位级别:硕士
专业:固体力学
指导教师:李进
2011-03
摘要
铝基碳化硅(SiCp/Al)功能梯度复合材料具有高比刚度,耐磨性,制备工艺简单,成本低,
性能和功能具有很好的设计性等优点。因此在航空航天,医学器材,机械耐磨部件等很多领域
都有着研究和应用背景,本文在总结传统制备工艺的基础上,改进了粉末冶金法,采用了冷等
静压和热烧结相结合,制备了增强颗粒尺寸为 6、9、11μm 的 SiCp/Al 功能梯度复合材料,并
分别对其密度、微观结构、冲击韧性、硬度和压缩性能进行了研究。主要研究结论如下:
1、用冷等静压和热烧结相合的粉末冶金法制备出了性能良好,增强体尺寸分别为 6、9、
11μm 的 SiCp/Al FGM。此方法的优点在于制备工艺简单,设备要求条件易于实现,成本低,适
合批量生产。
2、通过冷等静压和无压烧结结合制备的 SiCp/Al FGM 具有坯料均匀,致密性良好,不同
的梯度层之间没有出现断层现象,具有良好的结合特性。
3、本论文制备了不同尺寸增强颗粒的 SiCp/Al FGM,并且通过所得到的 SEM 实验图观察
到基体与增强体紧密结合,没有出现大量的孔洞和裂纹。因此本实验采用的温度和实验工艺是
可行的。
4、对不同尺寸增强颗粒的 SiCp/Al FGM 的冲击性能的实验测试表明:在 Al 基中加入 SiC
后,冲击韧性得到了明显的提高。
5、对不同尺寸增强颗粒的 SiCp/Al FGM 的硬度和压缩性能进行了研究,实验结果表明:
在 Al 基中通过对 SiC 含量呈梯度设计,硬度得到了明显的提升。在对 SiCp/Al FGM 进行压缩
实验时发现 6μm 的 SiCp/Al FGM 的压缩屈服强度最好。
6、本文主要采用 ANSYS 软件来对试样进行动态冲击模拟,并且在原有的基础上对试样压
缩进行模拟,通过比较对梯度复合材料的性能进一步进行探讨。
关键词:功能梯度材料,冲击韧性, 洛氏硬度, 压缩性能, 动力学
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Abstract
Aluminum silicon carbide(SiCp/Al)functionally graded materials has been widely investigated
and applied in the background of aerospace, medical equipment, machinery wear parts, and many
other areas due to its advantages of high specific stiffness, wear resistance , simple process , low cost
and a good design potential in performance and function. In this paper the powder metallurgy was
improved based on summarizing previous traditional fabrication processes. The SiCp/Al functionally
posite materials are fabricated bining cold isostatic pressing with heat sintering
and the sizes of reinforcement particulates are 6μm, 9μm and11μm. Accordingly, the density,
microstructure, impact strength, hardness pressive properties of the SiCp/Al are respectively
investigated .The results are listed as follows:
1. The SiCp/Al functionally posite materials which are fabricated bining cold
isostatic pressing with heat sintering powder metallurgy have fine properties and the sizes of
reinforcement pa