多孔铝基复合材料的制备及其力学性能研究

发布时间：2025-05-20 01:13

　　本文以工业纯铝为金属基体,NaCl颗粒为造孔剂,SiC颗粒为增强相,利用放电等离子烧结溶解法制备SiC/Al复合泡沫材料。利用扫描电镜(SEM),X射线衍射分析(XRD)等手段分析了烧结工艺对粉末致密化过程的影响,探索烧结的最佳工艺参数。并采用DNS-100型万能试验机和MS-2000型旋转摩擦磨损仪分别对SiC/Al复合泡沫材料的压缩性能和干摩擦磨损性能进行研究,分析了孔隙率、SiC颗粒添加量和粒径对SiC/Al复合泡沫材料的压缩性能以及摩擦磨损性能的影响。并讨论了 SiC颗粒对其压缩性能,变形过程和摩擦磨损性能的影响机理。实验结果表明:对试样致密度以及烧结过程分析可知,采用放电等离子烧结制备SiC/Al复合泡沫材料的最佳工艺条件如下:烧结温度为550℃,外加压力为30MPa,升温速率为100℃/min,保温时间为1Omin。可以获得致密度高达97.6%的SiC/Al复合泡沫材料。压缩实验分析表明,纯泡沫铝的压缩屈服强度为1OMPa,添加SiC颗粒后,SiC/Al复合泡沫材料的压缩屈服强度明显优于纯泡沫铝。研究结果表明,采用20μm粒径作为强化相,添加量为1Owt.%时,SiC/Al复...

【文章页数】：94 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 概述
    1.2 国内外复合泡沫铝的研究现状
        1.2.1 增强体的选择
        1.2.2 颗粒增强复合泡沫铝的制备
        1.2.3 颗粒增强复合泡沫铝的力学性能
    1.3 放电等离子烧结技术
        1.3.1 放电等离子烧结原理
        1.3.2 放电等离子烧结制备复合材料
    1.4 本课题的研究目的及意义
    1.5 本课题的研究内容
第二章 实验方法及设备
    2.1 实验材料及实验步骤
        2.1.1 实验材料
        2.1.2 实验流程
    2.2 实验方法
        2.2.1 放电等离子烧结溶解法
        2.2.2 形貌和物相表征
        2.2.3 力学性能检测
    2.3 分析方法
        2.3.1 致密度分析
        2.3.2 性能分析
第三章 SiC/Al复合泡沫材料的制备
    3.1 引言
    3.2 粉末混合制备
        3.2.1 SiC/Al复合粉末的混合制备
        3.2.2 复合粉末和造孔剂的混合制备
    3.3 放电等离子烧结法
        3.3.1 烧结温度对SiC/Al复合泡沫材料的影响
        3.3.2 外加压力对SiC/Al复合泡沫材料的影响
        3.3.3 水溶时间对造孔剂去除率的影响
        3.3.4 SiC/Al复合泡沫材料形貌表征
    3.4 烧结致密化研究
    3.5 本章小结
第四章 SiC/Al复合泡沫材料的压缩性能研究
    4.1 引言
    4.2 SiC(20μm)/Al复合泡沫材料压缩性能研究
        4.2.1 孔隙率对压缩性能的影响
        4.2.2 SiC添加量对压缩性能的影响
    4.3 SiC(0.5μm)/Al复合泡沫材料压缩性能研究
        4.3.1 孔隙率对压缩性能的影响
        4.3.2 SiC添加量对压缩性能的影响
    4.4 压缩机理的探究
        4.4.1 压缩过程分析
        4.4.2 压缩断口分析
        4.4.3 压缩断裂模型分析
    4.5 本章小结
第五章 SiC/Al复合泡沫材料的摩擦磨损性能研究
    5.1 引言
    5.2 SiC(20μm)/Al复合泡沫材料摩擦磨损性能研究
        5.2.1 孔隙率对摩擦磨损性能的影响
        5.2.2 SiC添加量对摩擦磨损性能的影响
    5.3 SiC(0.5μm)/Al复合泡沫材料摩擦磨损性能研究
        5.3.1 孔隙率对摩擦磨损性能的影响
        5.3.2 SiC添加量对摩擦磨损性能的影响
    5.4 摩擦磨损机理探究
        5.4.1 磨屑成分分析
        5.4.2 磨痕形貌分析
    5.5 SiC颗粒的临界添加量确定
    5.6 本章小结
第六章 结论
参考文献
攻读学位期间本人出版或公开发表的论著、论文
致谢



本文编号：4046616