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碳化硅颗粒增强铝基复合材料的制备及其摩擦学性能研究

袁晓明  
【摘要】:SiC_p/Al复合材料以其优异的导电、导热、减摩和耐磨性能以及低的热膨胀系数,越来越引起工业界的重视。要制备出性能优良的SiC_p/Al复合材料,SiC_p,与基体的结合至关重要。本论文采用粉末冶金方法制备了SiC_p/Al复合材料。并对复合材料的致密度、硬度、摩擦学性能以及导电性能进行了研究。研究结果表明: (1) 用粉末冶金的方法可以制备出致密度较好的复合材料。复合材料的致密度都随着SiCp体积分数的增加而减小。 (2) 材料的硬度值随着SiCp体积分数的增加先升高后减小。在相同体积分数下,增强体粒度越小,复合材料的硬度越高。复合材料时效前后硬度相差很大,其峰值相差一倍多,说明基体材料时效后生成了沉淀强化相。 (3) 铝合金的磨损严重,而复合材料的耐磨性能良好。复合材料的比磨损率随着滑动距离的增加,而呈现先逐渐减小而随后趋于稳定的趋势。影响SiCp/Al复合材料耐磨性的主要因素是材料的硬度。 (4) 铝合金基体的主要磨损行为是粘着磨损,而复合材料的磨损机制主要是磨粒磨损。随着SiCp体积分数的提高,使复合材料的耐磨性提高。 (5) SiCp的加入,虽然复合材料的电阻率有所上升,但仍然保持有良好的导电性能。复合材料的电阻率在SiCp粒径相同的条件下随SiCp体积分数的增加而增加。在SiCp体积含量相同的情况下,复合材料的电阻率随SiCp粒度的减小而增大。


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