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《泡沫鎳增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料制備及其壓縮性能的研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、PreparationandcompressivepropertiesofnickelfoamreinforcedaluminiummatrixcompositeADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterOnMaterialsEngineeringbyXieBaoyuanUndertheSupervisionofProf.YaoJunpingSchoolofAeronauticalManufacturingEngineeringNanchangHangkongUniversity,Nanchang,ChinaJune,2012Ⅰ南昌
2、航空大學(xué)摘要摘要本文以提高鋁基復(fù)合材料壓縮性能為目標(biāo)，設(shè)計(jì)了一種以泡沫鎳（三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)）為增強(qiáng)相的鋁基復(fù)合材料。與傳統(tǒng)顆?；蚶w維等增強(qiáng)體相比，泡沫鎳與基體在復(fù)合材料中形成各自的三維連續(xù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)并且相互貫穿，相互滲透，使其具有特殊的物理、化學(xué)性能和機(jī)械性能。采用真空吸鑄法成功制備了泡沫鎳增強(qiáng)ZL102復(fù)合材料，并研究了其在室溫條件下的壓縮性能。運(yùn)用正交試驗(yàn)的極差和線性回歸法進(jìn)行分析，研究了不同泡沫鎳的孔隙度、預(yù)熱溫度、吸鑄負(fù)壓和吸鑄時(shí)間對復(fù)合材料壓縮性能的影響，建立了屈服強(qiáng)度和壓縮變形率與制備工藝因素之間的關(guān)系。采用金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡(SEM)、能譜儀(EDS)和X射
3、線衍射(XRD)等方法研究了復(fù)合材料界面結(jié)構(gòu)以及分析了等溫?zé)崽幚砗髲?fù)合材料界面層相組成。結(jié)果表明：復(fù)合材料的壓縮性能遠(yuǎn)優(yōu)于基體合金。復(fù)合材料屈服強(qiáng)度隨泡沫鎳孔隙度增大而減??；隨泡沫鎳預(yù)熱溫度和吸鑄負(fù)壓增大，復(fù)合材料屈服強(qiáng)度先增大后減?。粡?fù)合材料屈服強(qiáng)度隨吸鑄時(shí)間增大而增大。得出最佳工藝參數(shù)：泡沫鎳孔隙度為15PPI；泡沫鎳預(yù)熱溫度為250℃；吸鑄負(fù)壓為0.07MPa；吸鑄時(shí)間為2s。當(dāng)?shù)葴責(zé)崽幚頊囟葹?00℃，在復(fù)合材料界面處發(fā)現(xiàn)顆粒狀的金屬間化合物，隨溫度地升高，過渡層逐漸變厚，分析表明所生成的金屬間化合物主要為NiAl3和Ni2Al3。當(dāng)界面層厚度在4~6μm時(shí)，復(fù)合材
4、料結(jié)合強(qiáng)度得到有效地提高了。但厚度隨溫度升高而變大時(shí)，復(fù)合材料在壓縮過程中出現(xiàn)脆性斷裂的幾率增大。得到最佳等溫?zé)崽幚砉に嚍椋旱葴責(zé)崽幚頊囟葹?00℃，熱處理時(shí)間為20h。關(guān)鍵詞：泡沫鎳（三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)），壓縮性能，正交試驗(yàn)，金屬間化合物Ⅰ南昌航空大學(xué)AbstractAbstractThispaperistoimprovethecompressionperformanceofaluminummatrixcomposites,anddesignakindofaluminummatrixcompositeisreinforcedbynickelfoam(three-dimensio
5、nalnetworkstructure).Comparedwiththetraditionalreinforcementlikeparticleandfiber,nickelfoamandmatrixinthecompositeformtheirowncontinuousthree-dimensionalnetworkstructure,theyaremutualthroughoutandmutualpenetration,sothatthecompositematerialsexhibitaspecialphysicalandchemicalpropertiesandme
6、chanicalproperties.ThispaperintroducethatnickelfoamreinforcedZL102compositeisfabricatedbyvacuumsuctioncastingandstudiesthecompressionperformanceofthiscompositeatroomtemperature.Usingtherangeoforthogonalexperimentmethodandthelinearregressionmethodanalysis,studytheinfluenceonthecompressivepr
7、opertiesofcompositematerialsindifferentporosityandpreheatingtemperatureofnickelfoam,thevacuumandthetimeofvacuumsuctioncasting,andestablishtherelationshipbetweenthepreparationprocessfactorsandtheyieldstrengthanddeformationofcompression.Tofurtherstudytheinfluenc
