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无压浸渗法制备Al_2O_3/Al复合材料的微观组织与力学性能

乔菁  张强  张琨键  武高辉  
【摘要】:Al_2O_3/Al复合材料由于具有高的比强度、比弹性模量,以及优异的耐磨性、耐蚀性和良好的尺寸稳定性,在航空、航天和汽车构件等方面有着广阔的应用前景。目前的制备方法有原位反应合成、粉末冶金法、搅拌铸造法和压力铸造法等,但都存在不足之处。而无压浸渗法工艺简单,可实现近终成型且不需要昂贵的设备,成本低廉,近年来引起了人们的极大兴趣。本文用无压浸渗法制备了Al_2O_3/Al复合材料,在900℃保温1h,10mm厚的预制块即可浸渗完全。对复合材料的微观组织和力学性能进行了研究。结果表明,复合材料中Al_2O_3颗粒分布均匀,无偏聚现象。铸造态复合材料中存在界面反应,XRD分析确认界面反应产物为MgAl_2O_4。界面反应的存在提高了润湿性,促进了自发浸渗的进行。随着浸渗温度的提高和浸渗时间的延长,复合材料的硬度值逐渐提高,由252HBS增至288HBS,提高了14%;弯曲强度和弹性模量变化规律与此相反,最大值分别为380MPa和160GPa。

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