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《aib4c-aiai層狀復合材料界面結合機理研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、碩士學位論文AI／B4C—AI／AI層狀復合材料界面結合機理研究ResearchonbondingmechanismofAt／B4C—AI／AIlaminatedmetal—cermetcomposite學號：21105078大連理工大學DalianUniversityofTechnology大連理工大學學位論文獨創(chuàng)性聲明作者鄭重聲明：所呈交的學位論文，是本人在導師的指導下進行研究工作所取得的成果。盡我所知，除文中已經注明引用內容和致謝的地方外，本論文不包含其他個人或集體已經發(fā)表的研究成果，也不包含其他已申請學位或其他用途使用過的成
2、果。與我一同工作的同志對本研究所做的貢獻均已在論文中做了明確的說明并表示了謝意。若有不實之處，本人愿意承擔相關法律責任。學位論文題目：叢l么墮壘二叁幽l壓越蚴避礎金謎萄翅作者簽名：函紐i蔓!日期：竺!蘭年』月2竺日大連理工大學碩士學位論文摘要A1／B4C．AI／Al層狀復合材料兼具碳化硼陶瓷及金屬鋁的良好性能，可以更好的適應復雜的使用環(huán)境。B4C材料具有高硬度、低密度等優(yōu)點，具有例如中子吸收、抗沖擊等特殊陶瓷性能，金屬Al的密度與B4C陶瓷密度相近并且具有良好的金屬性，因此A1／B4C．A1／Al層狀復合材料在軍事工業(yè)以及航空航天擁
3、有十分廣闊的前景。在之前的研究中，制備了一種新型的層狀復合材料：金屬Al作為外層，B4C增強Al基復合材料作為芯層，得到同層成分相同、各層間的成分不同的三層層狀復合材料。這種材料一方面結合了陶瓷顆粒增強的金屬基復合材料和層狀復合材料的優(yōu)點，滿足了輕型裝甲的要求；另一方面，各層的基體是連續(xù)的，因此各層之間擁有良好且牢固的冶金結合。層間復合的材料在裂紋吸能方面表現出更大的優(yōu)勢，具有更好的抗沖擊性，能夠更好的適應復雜的使用環(huán)境，將成為未來材料的發(fā)展方向。但在目前的研究中，該種材料的層間結合過程及方式仍然無法確定，本文以優(yōu)化A1／B4C．A
4、l／A1層狀復合材料半連續(xù)鑄造制備工藝參數為目的，通過對B4C顆粒質量分數、復合材料結合過程的研究，分析影響層間結合的主要因素，進一步為A1／B4C．A1綸l層狀復合材料的制備工藝提供參考，以獲得具有高結合強度的AI／B4C．Al／Al層狀復合材料。1、在溫度823K、壓坯124MPa條件下，利用粉末冶金法制備芯層B4C顆粒質量分數為30％、37．5％、42％、45％、50％的A1／B4C．Al／A1層狀復合材料，并對所得樣品的組織結構、力學性能進行分析。結果發(fā)現，在823K實驗溫度下，Al與B4C之間無強烈的化學反應，未檢測到新物
5、相，Al與B4C以物理方式結合，其結合強度與B4C顆粒表面粗糙度有關。從B4C增強相顆粒與Al基體結合情況角度分析，芯層B4C顆粒質量分數在37．5％時，Al在B4C顆粒的周圍形成的金屬骨架厚度增加，對于B4C顆粒的包裹增強，顆粒剝落最少。AI／B4C．Al／Al層狀復合材料的硬度及沖擊韌性隨芯層B4C顆粒質量分數的減小呈先增大后減小的趨勢，芯層B4C顆粒質量分數為37．5％時，材料的硬度、沖擊韌性達到最高。2、在座滴實驗裝置上，利用A1—10％Si合金滴定B4C增強Al基復合材料，模擬半連鑄法制備時外層金屬鋁與芯層金屬陶瓷混合體層
6、間結合的過程，討論界面結合方式及潤濕行為。At．10％Si合金結合Al基B4C增強復合材料可大致分為三個階段：(1)緩慢鋪展階段；(2)滲透階段，該階段接觸角急劇變化；(3)平衡階段。緩慢鋪展過程主要由表面張力驅動，鋪展阻力主要來自鋁硅合金與碳化硼顆粒間較差的潤濕性，并受碳化硼顆粒表面粗糙度的影響。在實驗溫度913K條件下，Al與B4CA1／B4C．Ai／AI層狀復合材料界面結合機理研宄無化學反應發(fā)生，二者間幾乎不潤濕，接觸角大于90。，并在B。C顆粒表面粗糙度的影響下發(fā)生接觸角后滯現象，即測得的接觸角大于理論值，整個鋪展過程中鋪展
7、速率緩慢，三相線在合金液與基體中A】相的潤濕作用下沿基板表面緩慢移動，整個鋪展過程不明顯，很快進入第二階段，發(fā)生自發(fā)浸滲。滲透過程主要在毛細力作用下進行，液態(tài)鋁硅合金自發(fā)滲入到基板孔隙中。滲透階段會持續(xù)時間相對較長，隨液滴體積的減小，接觸角發(fā)生明顯的變化，又進一步促進了滲透的進行。在鋪展和浸滲的共同作用下，最后進入平衡階段，液滴最終與基板表面達到完全潤濕，接觸角表現為零度，半球形液滴在基板表面形成液膜。3、為進一步優(yōu)化A1／B4C．Al／A1層狀復合材料半連續(xù)鑄造制備工藝，改善界面結合情況，討論B4C顆粒質量分數及AI／B4C．Al
8、／Al復合材料致密度對界面結合的影響。中溫環(huán)境下(913K)，鋁硅合金與A1／B4C金屬陶瓷復合材料的潤濕行為主要在表面張力及毛細作用力作用下進行。表面張力為液滴在表面鋪展提供驅動力，毛細作用力為液滴向AI／B4C．Al／A1復合材料
