Al-SiC高剛度輕體材料制備和表征.pdf

1、Al/SiC高剛度輕體材料由于具有低密、高強度及高熱導率得到了廣泛的應用。目前對于高剛度超輕體Al/SiC復合材料研究較少，本文通過改變Al/SiC復合材料的制備方法成功制備出超高體積分數(shù)Al/SiC復合材料，其致密度、抗壓強度和彈性模量均得到提高。
　　本文利用硅藻土和C粉為原料，采用碳熱還原法成功制備出高純度的SiC粉體，并對配碳量比、催化劑含量、不同溫度、不同保溫時間的因素進行了分析。其中溫度和保溫時間對SiC的生成率影響較

2、大，溫度越高、保溫時間越長SiC的生成率越高;配碳量比對SiC的生成率也有一定影響，配碳量比越大，生成率越高。當配碳量比超過1∶5時，SiC的生成率幾乎不變;原料中加入Fe2O3能加快反應的進行，但加入的Fe2O3的含量超過3％時，便會降低SiC的生成率。通過正交實驗預測的最佳工藝為溫度為1500℃、保溫時間為5h、配碳量比為1∶6、催化劑含量為3％，在該工藝條件制備的SiC粉體純度為92.85％。之后采用熱壓法和放電等離子燒結法制備高

3、體積分數(shù)的Al/SiC合金復合材料，制備出增強體SiC顆粒體積分數(shù)為70％Al/SiC復合材料。
　　本文通過對Al/SiC合金復合材料的組織觀察和力學性能分析，主要得到以下結論:顆粒配比可以提高SiC粉末的相對密度并增加了Al/SiC復合材料的相對密度。粉末冶金制備的Al/SiC復合材料相對密度在90％左右，增強相分布有團聚現(xiàn)象，界面無明顯的孔洞，經(jīng)過XRD相分析發(fā)現(xiàn)界面出現(xiàn)Al4C3脆性相，采用顆粒級配比方法制備的SiC/Al

4、復合材料的最大抗壓強度達到55MPa，單顆粒尺寸Al/SiC復合材料最大抗壓強度為42MPa。在增強相體積分數(shù)相同時，顆粒級配比法制備的Al/SiC復合材料的抗壓強度高于單顆粒尺寸Al/SiC復合材料。在600℃下利用等離子燒結法，制備出體積分數(shù)為70％Al/SiC合金基復合材料，相對密度達到92.4％。合金元素Si增加了合金熔融態(tài)的流動性，降低了復合材料界面的表面張力，提高了SiC與Al基體的潤濕性，并且抑制了脆性相Al4C3的生成，