关键词:
原位复合材料
反应生成
拉伸性能
位错强化
复合材料的界面微结构
摘要:
原位金属基复合材料(in situ MMCs)由于具有很多的优异性能,而且制备过程比较简单,制作成本低,已成为一种有前途的金属基复合材料(MMCs)之一.该文的研究目标是研制具有优异力学性能、造价低、用途广、易于工业化的新型原位金属基复合材料-TiC-AlN/Al.内容包括较经济有效的原位反应自生技术、反应合金体系的优化选择、反应生成相的预测和确定、反应过程的控制、自生相分布均匀度的改善、自生相的形核与长大机制及界面微结构等.作者利用含C、N元素的混合气体与Al-Ti-Mg合金液体直接反应,在电磁和气动搅拌条件下,首次制取了原位TiC-AlN/Al复合材料.这种复合材料的结构特点是Al基体中自生出的两种增强体,且每一种增强体本身都具有良好的性能.如TiC具有高硬度、高强度、高耐磨、高弹性模量等优异性能;AlN具有好的热导性(是Al<,2>O<,3>的10倍),小的热膨胀系数(是Al<,2>O<,3>的1/2)相当低的密度,高硬度及高弹性模量等优异性能.通过改变冷却速度和搅拌力度可以获得不同形状的增强体,例如TiC,炉冷时为晶须状(TiCw),水冷钢模浇铸时为颗粒状(TiCp).研究结果表明TiC-AlN/Al的生成是由于TiC和AlN在Al-Ti-Mg合金液体中反应成核和长大的结果.反应温度下,合金液中的Mg对AlN的生成有催化作用且能防止AlN区域性转变,以保证体反应的进行.TiC、Al自生颗粒能交替弥散分布于Al基体中是由于电磁搅拌和气动搅拌的结果.