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《昌吉学院》 2019年
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消失模法制备铝基复合材料的组织与性能研究

常迎来  
【摘要】:本文采用常规合金熔炼法,消失模铸造法制备了以纯铝(牌号为Al99.90)为基体碳化硅(SiC)颗粒、碳纳米管(CNTs)为增强体,以及以2297合金为基体碳化硅(SiC)颗粒、碳纳米管(CNTs)为增强体的四种铝基复合材料。采用金相组织观察(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)及能谱分析(EDS)、显微硬度计、电子万能试验机和导电率测试系统等设备分别对其铸态、挤压态、退火态的组织与性能进行研究,研究了复合材料的显微组织结构、力学性能与电学性能。初步探讨碳化硅颗粒、碳纳米管的增强作用对铝基复合材料力学、电学性能的影响,为进一步开发铝基复合材料提供思路和参考。对实验制备的铝基复合材料铸态、挤压态、退火态组织分析表明,以Al99.90为基体的铸态组织主要由α-Al构成,晶粒形状近似为等轴状,晶粒尺寸大小均匀,可以看到晶界清晰、晶粒完整。以2297合金为基体的铝基复合材料在晶界附近存在大量未回溶的非平衡共晶组织和连续的粗大相,枝晶间距较大,偏析明显。通过挤压复合材料组织发生明显的变化,均由原来铸态的等轴状转变成沿挤压方向被拉长的长条状,对挤压后板材进行410℃不同时间退火处理后,复合材料发生了再结晶,晶粒由挤压后的长条状转变成细小的晶粒。通过对复合材料铸态进行显微硬度分析,复合材料的显微硬度均高于基体材料的显微硬度,显微硬度增长不太明显,有可能SiC颗粒或者CNTs的含量过低。通过对挤压态复合材料进行410℃不同时间退火后对力学性能与电学性能的影响,所制备的复合材料显微硬度在1h-3h时间段呈下降趋势,这是由于再结晶的过程是一个通过形核和长大来消除形变和回复基体的过程,是一个完全软化的过程。超过3h,在3h-6h时间段呈下降趋势,随着均匀化时间延长大量非平衡组织中的溶质原子回溶到铝基体中,能够起到强化的作用,导致硬度开始出现上升的趋势;在1h-3h退火时间段抗拉强度、屈服强度、和导电率逐渐提高,而延伸率逐渐下降;在3h-6h退火时间段抗拉强度、屈服强度、和导电率逐渐提高呈下降趋势,而延伸率逐渐上升。
【学位授予单位】:昌吉学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:TB33

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