含鐵氧體顆粒硼酸鋁晶須增強鋁基復合材料的組織與性能.pdf

1、本文在研究含鐵氧體(Fe3O4或 NiFe2O4)顆粒和硼酸鋁晶須預制件制備工藝的基礎(chǔ)上，改進了現(xiàn)有擠壓鑄造工藝，成功地制備了增強體體積分數(shù)為25％的鐵氧體顆粒和硼酸鋁晶須混合增強鋁復合材料。利用掃描電鏡、透射電鏡觀察了復合材料的微觀組織結(jié)構(gòu)；分析了磁致伸縮顆粒的引入對硼酸鋁晶須增強鋁復合材料熱膨脹行為的影響規(guī)律；研究了含不同鐵氧體顆粒復合材料的室溫拉伸性能；提出一種可以降低復合材料殘余應(yīng)力、提高復合材料抗拉強度和斷裂延伸率的脈沖磁場熱

2、處理工藝。
　　差熱分析和界面的透射電鏡觀察均證實，利用化學方法對Fe3O4和NiFe2O4顆粒進行Al2O3包覆可有效防止Fe3O4的氧化及兩種顆粒與基體的界面反應(yīng)。同時結(jié)合含鐵氧體顆粒預制件的特點，采用加高強“濾網(wǎng)”改進的擠壓鑄造工藝制備了質(zhì)量優(yōu)異的復合材料?！盀V網(wǎng)”不但可以解決含顆粒和晶須預制件開裂的問題，同時還可以起到過濾雜質(zhì)的作用。
　　熱膨脹分析表明，含 Fe3O4顆粒和硼酸鋁晶須混合增強鋁復合材料的熱膨脹系數(shù)顯

3、著低于相同體積分數(shù)的純晶須增強鋁復合材料，且經(jīng)過一次熱循環(huán)即可使復合材料的熱膨脹系數(shù)穩(wěn)定化。結(jié)合 Fe3O4微弱氧化及還原過程，闡明了含 Fe3O4顆粒和硼酸鋁晶須混合增強鋁復合材料熱膨脹曲線的奇異現(xiàn)象。含 NiFe2O4顆粒和硼酸鋁晶須混合增強鋁復合材料的熱膨脹系數(shù)雖然高于純晶須增強鋁復合材料，但隨溫度升高變化幅度較小，且可通過熱循環(huán)使之穩(wěn)定。結(jié)合物理熱膨脹曲線和磁場熱重分析，分析了兩種顆粒在復合材料中的應(yīng)力狀態(tài)及其與熱循環(huán)的關(guān)系。<

4、br>　　拉伸性能研究表明，含一定體積分數(shù)的鐵氧體顆粒的兩種混合增強復合材料的抗拉強度和屈服強度均高于單純晶須增強的鋁基復合材料。利用脈沖磁場熱處理，可有效降低含鐵氧體顆粒復合材料的殘余應(yīng)力，進而提高復合材料的抗拉強度和斷裂延伸率。含 Fe3O4顆粒和硼酸鋁晶須混合增強鋁基復合材料中顆粒含量越多，復合材料的屈服強度提高越多，塑性則降低越多。經(jīng)熱處理和磁場熱處理后，復合材料的抗拉強度和塑性有所提高，其中磁場熱處理效果更加顯著。對含 NiF

5、e2O4顆粒和硼酸鋁晶須混合增強鋁基復合材料而言，鑄態(tài)(8ABO+NFO)/Al復合材料的抗拉強度和屈服強度是最高的，隨顆粒含量增加復合材料的塑性逐漸降低。經(jīng)熱處理和磁場熱處理的復合材料，屈服強度均降低。利用透射電鏡和X射線衍射分析，討論了磁場熱處理對復合材料性能的影響機理。
　　含 Fe3O4顆粒和硼酸鋁晶須混合增強鋁復合材料，具有低的熱膨脹系數(shù)和較高的拉伸強度，而且其塑性和強度可以通過脈沖磁場熱處理得到改善。含 NiFe2O4