无压浸渗法制备Al2O3/Al复合材料的微观组织与力学性能

摘要

Al2O3/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Al2O3/Al复合材料，在900°C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Al2O3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MgAl2O4。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%;弯曲强度和弹陛模量变化规律与此相反，最大值分别为380MPa和160GPa。