收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

添加BaPbO_3颗粒的铝基复合材料的组织性能与高温变形研究

范国华  
【摘要】:针对航天领域对材料高比刚度、高比强度、抗辐射和高阻尼性能的需要,本文采用粉末冶金和挤压铸造方法分别制备了BaPbO_3体积百分数为5%的BaPbO_3/2024Al和(Al_(18)B_4O_(33) + BaPbO_3)/Al复合材料,分别简写为BPOp/2024Al和(ABOw+BPOp)/Al。采用DSC、XRD和TEM研究了两种复合材料的微观组织,测试了两种复合材料的室温拉伸性能、辐射防护性能、阻尼性能和热挤压热压缩变形性能,阐述了复合材料辐射防护和阻尼机制,探讨了热挤压热压缩变形机理。 TEM和DSC分析结果表明,在复合材料制备过程中,BPOp与2024Al及Al基体分别发生化学反应,生成纳米级Pb颗粒和非晶相。在BPOp/2024Al复合材料中,Pb与非晶相以团簇形式分布于2024Al基体中,这一化学反应降低了BPOp/2024Al复合材料的室温拉伸性能;在(ABOw+BPOp)/Al复合材料中,Pb与非晶相以界面层形式分布于ABOw-Al界面处,含Pb界面层降低了界面结合强度,弱化了(ABOw+BPOp)/Al复合材料室温力学性能;ABOw的引入对(ABOw+BPOp)/Al复合材料具有显著补强作用。 采用TEM首次确定了2024Al合金中复杂金属间化合物Al63.5Mn10.5Cu9.5Fe7.6Si8.9的点阵结构、测量了点阵常数,这一金属间化合物具有有序的体心立方结构,点阵常数大约为1.265nm。系统研究了复杂金属间化合物的形成机理及对BPOp/2024Al复合材料力学性能的影响。 BPOp的引入明显提高了BPOp/2024Al和(ABOw+BPOp)/Al复合材料的辐射防护性能和阻尼性能。BPOp中含有重金属元素Ba、Pb,从而提高了复合材料的辐射防护性能。辐射防护计算结果与试验结果的吻合显示,制备过程中的化学反应不影响复合材料的辐射防护性能。BPOp/2024Al复合材料的阻尼能力明显依赖于Pb相的本征阻尼。(ABOw+BPOp)/Al复合材料阻尼性能明显依赖于Pb相的本征阻尼以及弱的界面结合引起的界面阻尼。 BPOp/2024Al复合材料的热挤压和热压缩变形结果显示,随变形温度升高复合材料变形抗力降低,在Pb熔点以上变形时,热变形抗力明显降低。首先,温度升高,BPOp/2024Al复合材料基体发生回复、再结晶,基体软化;其次, Pb液相出现后,有效松弛了变形引起的局部应力集中,降低了BPOp/2024Al复合材料基体位错密度;另外,Pb液相力学性能极低,液相出现明显降低BPOp/2024Al复合材料力学性能,导致复合材料变形抗力降低。 (ABOw+BPOp)/Al复合材料热挤压变形结果显示,(ABOw+BPOp)/Al复合材料热挤压变形抗力较ABOw/Al明显降低。一方面,含Pb界面层能有效的松弛变形过程中晶须附近的应力集中,减少晶须附近基体的变形位错;另一方面,液相Pb有利于界面滑动、晶须转动。(ABOw+BPOp)/Al复合材料热压缩变形表现出明显脆性材料压缩变形特征,主要是由于高温变形时,界面层弱化了ABOw-Al间界面结合强度,在剪切应力作用下,晶须大量拔出,导致沿与压缩方向呈45°平面脆性断裂。所以,(ABOw+BPOp)/Al复合材料热变形更适合于存在三向应力状态的热挤压变形。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 潘春旭,胡伦骥;铝基复合材料-不锈钢摩擦焊接过渡区的显微结构特征[J];金属学报;1996年08期
2 李国庆,陈建华,杨国英,魏从仁;颗粒增强铸造铝基复合材料的研究状况[J];轻金属;1997年06期
3 欧阳柳章,罗承萍,隋贤栋,骆灼旋;Al_2(SO_4)_3反应生成Al_2O_3弥散增强铝基复合材料组织与性能研究[J];机械工程材料;2000年03期
4 朱和国,吴申庆,王恒志,吴锵;Al_3Ti和Al_2O_3增强铝基复合材料的XD合成[J];中国有色金属学报;2001年S1期
5 李敬勇,赵勇;颗粒增强铝基复合材料的焊接性及其搅拌摩擦焊[J];材料开发与应用;2004年06期
6 朱和国,吴锵,王恒志,熊党生,吴申庆;XD合成Al-TiO_2-C系铝基复合材料研究[J];铸造;2005年07期
7 韩变华;罗天骄;梁春林;姚广春;刘宜汉;;电镀镍碳纤维增强铝基复合材料(英文)[J];材料导报;2006年S2期
8 关学丰;用碳素纤维制造铝基复合材料[J];炭素;1984年04期
9 潘春旭,胡伦骥;铝基复合材料─不锈钢摩擦焊焊接接头显微组织的电镜研究[J];中国机械工程;1996年06期
10 杨晓辉,白彦华;铸造法制备铝基复合材料[J];沈阳工业大学学报;2000年S1期
11 费良军,朱秀荣,童文俊,王荣,徐永东,齐丕骧;纤维增强铝基复合材料及其应用[J];特种铸造及有色合金;2001年S1期
12 钟厉,韩西,周上祺;纤维增强铝基复合材料研究进展[J];机械工程材料;2002年12期
13 韩桂泉,李京伟,沈亮,王学礼;无压浸渗制备铝基复合材料的应用[J];铸造技术;2005年07期
14 刘金合;胡美娟;王辉;;SiC颗粒增强铝基复合材料的真空电子束焊接[J];核技术;2006年02期
15 陈洪美;于化顺;张静;闵光辉;;原位反应法制备Al_2O_3-TiC/Al复合材料[J];特种铸造及有色合金;2006年10期
16 王庆平;陆向阳;;粉末冶金法制备粉煤灰/铝基复合材料的研究[J];热加工工艺;2007年04期
17 唐仕英;刘晓新;郑开伟;李迅;文潮;;纳米石墨/铝基复合材料的摩擦磨损性能[J];机械工程材料;2007年03期
18 蒋爱蓉;孙玉福;杨久俊;;粉煤灰微珠增强铝基复合材料的断裂力学行为[J];特种铸造及有色合金;2009年02期
19 雷杰;任淑彬;;双连通结构铝基复合材料及其应用[J];金属功能材料;2009年03期
20 崔光华;欧阳求保;顾海麟;张荻;张国定;;深冷处理对SiC_p/A356复合材料力学性能的影响[J];特种铸造及有色合金;2009年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 欧阳求保;王文龙;张曾祜;张国定;李瑞祥;;铝基复合材料太阳能桁架部件的研制[A];复合材料的现状与发展——第十一届全国复合材料学术会议论文集[C];2000年
2 陈国钦;孙东立;张强;姜龙涛;武高辉;;冷热循环处理对铝基复合材料热膨胀行为的影响[A];复合材料:生命、环境与高技术——第十二届全国复合材料学术会议论文集[C];2002年
3 宋仁国;;铝基复合材料焊接技术的发展动向[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年
4 许晓静;陈康敏;戴峰泽;蔡兰;;SiC_p/LD2铝基复合材料的超塑性[A];江苏省机械工程学会第六次会员代表大会论文集[C];2002年
5 严红革;陈振华;陈刚;;大尺寸铝基复合材料锭坯的喷射共沉积制备技术及装置[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年
6 朱秀荣;童文俊;费良军;王荣;;陶瓷纤维增强梯度铝基复合材料研究[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年
7 冯祖德;;铝基复合材料表面稀土防腐处理新技术[A];第十五届华东地区热处理年会暨华东地区热处理年会三十周年纪念活动论文摘要集[C];2006年
8 卓钺;杨德明;万红;费肖卿;斯永敏;杨盛良;刘海芳;;碳/铝复合材料变截面梁的研制及刚度考核[A];复合材料的现状与发展——第十一届全国复合材料学术会议论文集[C];2000年
9 伊力哈木·阿布都热依木;苏白·阿那别克;吐尔逊·斯迪克;哈丽旦·木沙;尼加提·衣米提;买买提明·艾尼;;SiC粒子的非均匀分布所引起的铝基复合材料的损伤分析[A];力学与西部开发会议论文集[C];2001年
10 杨滨;王建国;张济山;;压铸TiC/Al-9Si-1.4Cu-0.5Mg复合材料的制备和力学性能[A];第五届全国MTS材料试验学术会议论文集[C];2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 范国华;添加BaPbO_3颗粒的铝基复合材料的组织性能与高温变形研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
2 邹茂华;离心铸造SiC颗粒局部增强铝基复合材料活塞的组织性能研究[D];重庆大学;2010年
3 刘卫红;铝基复合材料瞬间液相扩散连接[D];吉林大学;2004年
4 邓小燕;SiCp/Cf增强铝基复合材料的制备和性能研究[D];兰州大学;2010年
5 郭建;合金元素及增强体表面状况对SiCp/Al复合材料界面的影响及其交互作用[D];郑州大学;2003年
6 晋艳娟;碳/铝复合材料板带铸轧控制成型及力学行为研究[D];太原科技大学;2013年
7 康智涛;多层喷射共沉积制备大尺寸SiC颗粒增强铝基复合材料的工艺、设备及过程原理研究[D];中南大学;2001年
8 顾敏;喷射共沉积颗粒增强铝基复合材料阻尼特性的研究[D];郑州大学;2003年
9 邓春锋;碳纳米管增强铝基复合材料的制备及组织性能研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
10 许虹宇;Al_2O_3·SiO_(2sf)/Al复合材料基体成份优化及耐磨性能研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 贾海萌;SiC_p增强铝基复合材料履带板成形的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 艾莹露;Al-Ni_2O_3系铝基复合材料微波合成研究[D];南京理工大学;2010年
3 刘光辉;离心铸造SiC颗粒增强铝基复合材料活塞成形及组织性能研究[D];重庆大学;2010年
4 韩媛媛;颗粒增强铝基复合材料稳定化处理过程的热应力分析[D];哈尔滨理工大学;2004年
5 华巍;碳纳米管/铝基复合材料的制备及其性能研究[D];兰州大学;2010年
6 牟余江;红柱石增强铝基复合材料的制备[D];兰州理工大学;2011年
7 曾涛;压力铸造法制备陶瓷纤维增强铝基复合材料[D];东南大学;2004年
8 郝旭红;自生颗粒增强铝基复合材料活塞成形工艺与组织性能研究[D];重庆大学;2010年
9 陈美花;SiCp/Al复合材料的制备及性能研究[D];昆明理工大学;2006年
10 李洪武;亚微米颗粒增强铝基复合材料的制备、组织与性能研究[D];中南大学;2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者史爱萍;增强铝基复合材料前景看好[N];中国有色金属报;2009年
2 王迅;江苏省铝基复合材料中心获准建立[N];中国有色金属报;2004年
3 北京航空材料研究院高级工程师 桂满昌;东西好还得做得精[N];科技日报;2001年
4 胡瑛;中铝分公司电解铝厂迈出结构调整新步伐[N];淄博日报;2010年
5 张永忠;新材料产业的“幸福时光”[N];中国有色金属报;2003年
6 本报记者 李慧源 通讯员 宋卫国;金皇活塞:做中国活塞行业的领跑者[N];中国工业报;2010年
7 张琦;东轻实施装备升级策略见成效[N];中国有色金属报;2003年
8 黄爱群;汽车工业的新材料[N];中国汽车报;2000年
9 记者史爱萍;国内铝热传输材料产能过剩[N];中国有色金属报;2009年
10 长沙市科学技术局;实施技术创新工程促进高新技术产业发展[N];科技日报;2004年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978