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泡沫SiC_p/ZL104复合材料的制备及性能研究

罗彦茹  
【摘要】: 由于陶瓷颗粒具备改善泡沫金属性能的内在潜力而使陶瓷颗粒增强泡沫铝基复合材料的研究倍受关注。因此,针对SiC颗粒增强泡沫铝基复合材料的制备工艺及性能开展深入、系统的研究,对丰富泡沫材料制备工艺、推动泡沫材料的快速发展与广泛应用具有重要的理论与实际意义。 本文采用熔体发泡法成功地制备出孔隙率、孔径和SiC颗粒体积分数可调的闭孔SiC颗粒增强泡沫ZL104复合材料(泡沫SiC_p/ZL104复合材料),分析了发泡温度、发泡剂加入量、搅拌参数、保温时间和冷却方式对泡沫成品的影响,确定了较佳的工艺参数。对泡沫SiC_p/ZL104复合材料的准静态压缩性能进行了深入、系统的探讨,并首次对该材料的动态压缩性能进行了测试和分析,得出了相对密度、孔径、SiC颗粒体积分数、SiC颗粒大小对泡沫SiC_p/ZL104复合材料准静态和动态压缩性能及吸能性的影响规律,首次研究了泡沫SiC_p/ZL104复合材料的应变率敏感性,建立了准静态载荷下泡沫SiC_p/ZL104复合材料的屈服强度、相对密度和SiC颗粒体积分数的关系式。首次对以泡沫SiC_p/ZL104复合材料为芯材的复合板的弯曲性能进行了研究,探讨了相对密度、孔径、SiC颗粒体积分数、SiC颗粒大小和表层面板厚度对复合板弯曲刚度的影响规律和复合板的破坏方式。首次研究了相对密度、孔径、SiC颗粒体积分数、SiC颗粒大小和泡沫体厚度对泡沫SiC_p/ZL104复合材料的阻尼性能的影响规律,发现泡沫SiC_p/ZL104复合材料内部的泡孔以及高密度位错的存在是导致其阻尼性能优于泡沫铝、ZL104合金和SiC_p/ZL104复合材料的主要原因。


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