B4C-Al復合材料的腐蝕及磨損行為研究.pdf

1、B4C/Al復合材料憑借著出色的功能性及結構性能被廣泛的應用于航空、航天、汽車及核電等領域。與金屬材料的制備方法相比，B4C/Al復合材料的制備方法較多，但制備出大尺寸、高B4C含量并且具有優(yōu)良的功能和結構兩大性能的方法卻比較少。本文采用粉末冶金的方法制備了不同B4C質量分數的Al基復合材料，對材料的顯微組織、力學性能進行了測試，主要對材料的耐腐蝕行為及耐磨行為進行了研究。
　　 采用粉末冶金的方法制備了質量分數為20wt％、3

2、0wt％及40wt％B4C含量的復合材料。對B4C/Al復合材料進行了密度測試及顯微組織觀察，并對其相關機理進行了理論分析。運用XRD和SEM等手段對材料的物相及微觀形貌進行了進一步的研究。對材料的拉伸性能進行了測試，通過SEM對材料的斷口形貌進行了觀察，通過斷口形貌分析，對材料的斷裂機理進行了理論分析。
　　 模擬材料的使用時的不同環(huán)境條件，對不同B4C含量的Al復合材料進行了腐蝕試驗:(1)分別在NaCl和H3BO3的腐蝕液

3、中進行了電化學腐蝕試驗，對試驗結果的Tafel、Nyquist、相位角及阻抗曲線進行了分析，并對材料的電化學腐蝕機理進行了探討。(2)對30wt％B4C/Al復合材料進行了酸性鹽霧腐蝕(ASS)試驗，通過表面評級和腐蝕速率的計算，對材料的腐蝕性能進行了評價并對產生腐蝕的原因進行了解釋。(3)在20℃和40℃不同溫度條件下，分別對B4C質量分數為20wt％、30wt％和40wt％含量B4C/Al復合材料在H3BO3濃度為2500ppm中進

4、行全浸泡腐蝕試驗，對浸泡溶液的PH值、溶液電導率及失重率進行了測定，通過SEM和XRD對腐蝕后的微觀形貌及物相進行了分析。B4C/Al復合材料產生腐蝕的原因主要是由于Al的腐蝕，B4C基本不發(fā)生腐蝕。另外一方面是由于在材料內部存在著微缺陷:一種為B4C顆粒間鋁基體沒有及時填充形成的微空隙;另一種為板材在制備的過程當中由于硬質顆粒B4C顆粒的破碎形成的裂痕。這些缺陷的存在也是材料被進一步腐蝕的原因。通過以上的實驗證明，如果制備的B4C/A

5、l復合材料想近一步的應用于實際當中，需對材料進行表面處理，提高材料的耐腐蝕性能。
　　 對B4C/Al復合材料的耐磨損性能進行了研究，分別以材料的B4C含量、加載載荷、磨損時間為變量，對材料的磨損性能進行測試。通過測試結果，對材料在不同條件下的摩擦因數、損失質量及損失速率進行了對比分析。通過SEM對磨損的表面形貌進行了觀察，對磨損過程中的磨痕進行了寬度測定，對磨損后的表面進行了XRD分析并對磨球表面進行SEM觀察。通過以上測試結