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《兰州理工大学》 2008年
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自蔓延高温合成Al/Mg_2Si复合材料及性能表征

常春蕾  
【摘要】: 金属间化合物Mg_2Si具有低密度、高熔点、高的弹性模量及高比强度等优点,是一种潜在的中高温结构材料,受到航空航天及汽车工业等领域材料研究工作者的重视。但是,Mg_2Si与其它高温金属硅化物合金一样,其室温脆性很难机械加工成型和进一步的工业应用。所以对金属间化合物Mg_2Si的增韧研究,不论从理论还是实际应用都具有重要意义。 本文针对Al-Mg-Si弱放热反应体系从热力学及结构动力学方面进行了研究。通过对理想状态下反应绝热温度的计算,明确了预热温度、Al添加量与绝热温度的关系。结果表明:随着预热温度的升高Al-Mg-Si体系的绝热温度升高,最后达到平台;随着Al添加量的增加,Al-Mg-Si体系的绝热温度逐渐减小,绝热平台也减小。 采用热爆和自蔓延燃烧合成了Al/Mg_2Si复合材料。并对其反应过程进行了比较,明确了两种模式制备Al/Mg_2Si复合材料的不同工艺要求。探讨了机械活化、预热温度、预热速度、压坯压力、Mg粉粒度及Al的添加量等不同工艺参数对自蔓延合成Al/Mg_2Si复合材料的物相组成及微观形貌的影响,总结了燃烧合成制备Al/Mg_2Si复合材料的参数优化方案。 采用燃烧波淬熄法,通过添加引燃剂(Al-Ti-C),利用柱体钢模成功的淬熄了Al/Mg_2Si的自蔓延燃烧合成反应,并对不同反应程度的微区产物进行XRD物相分析和微观形貌分析,运用固相扩散-溶解析出机制对反应形成Al/Mg_2Si的结构转变过程进行解释。结果表明:Al/Mg_2Si的燃烧合成包括以下几个过程:(1)预热阶段的固-固反应,这一阶段在较低温度下Mg、Si颗粒间首先发生固相扩散燃烧反应;(2)燃烧阶段的液相反应,固相反应过程中放出的热量使Mg、Al颗粒熔化引发了液相燃烧反应;(3)燃烧完成阶段的产物冷却结晶过程,此过程中Mg_2Si颗粒从共晶组织中析出。
【学位授予单位】:兰州理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TB333

【参考文献】
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