Al18B4O33w表面涂覆及基体锌含量对复合材料性能的影响

摘要

本文采用水热的方法在ABOw表面获得AlO(OH)以及ZnO涂覆前驱体。并通过后期的烧结处理，在晶须表面制备Al2O3、ZnO及ZnAl2O4涂层。并采用挤压铸造方法制备涂覆晶须增强不同锌含量的铝基复合材料。以改变晶须与基体的界面结合状态从而获得不同的性能。
　　使用DSC研究了前驱体的分解温度以及与晶须之间的相互反应温度，其中AlO(OH)在482℃时发生分解，ZnO在870℃时与晶须发生反应，XRD分析及前期实验结果表明，AlO(OH)的分解产物为γ-Al2O3，ZnO与硼酸铝的反应产物为ZnAl2O4。
　　金相及XRD研究了锌在基体中的固溶度。随着基体中锌元素的增加，一方面铝中固溶的锌含量逐渐增加，导致铝的高角度物相峰随基体中锌含量的增加向高角度偏移。另一方面，容易在晶界处产生富锌相。
　　TEM研究结果表明，无论晶须表面有无涂层存在。基体与晶须之间都没有界面反应发生。在不含涂层的复合材料中，增强体与基体的界面更加平直光滑，两者结合更加紧密。
　　复合材料阻尼性能研究显示，随着锌含量的增加，基体合金的阻尼性能有所提高。在相同锌含量的铝基复合材料中，含涂层复合材料的阻尼性能优于无涂覆的复合材料。涂层的存在增加了界面的缺陷，使得界面更易滑移。在相同涂覆状态下，随着锌含量的增加，复合材料的阻尼峰逐渐向高温移动。这主要与基体的相变阻尼机制有关。
　　材料室温拉伸结果表明，基体合金的抗拉强度随着锌含量的增加而不断上升，但其塑形却逐渐下降。复合材料的抗拉强度随着锌含量的增加呈先上升后下降的趋势。其塑性变化与基体合金相似。
　　在后期的热处理研究中发现，固溶淬火处理会使更多的锌元素固溶到铝中，但在热处理过程中，复合材料的界面处未发生化学反应。淬火后的复材阻尼性能有所提升，但其力学性能下降，主要是复材内部晶须与基体界面处偏析的富锌相向基体中溶解从而在界面处形成空洞造成的。随炉冷却的复材其物相与铸态相似，在冷却过程中空位处被析出的第二相填充，所以炉冷材料其阻尼性能低于淬火态但拉伸强度优于淬火态。

目录

封面

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 绪论

1.1 课题背景及意义

1.2 复合材料界面的研究

1.3 金属基复合材料阻尼机制及性能的研究

1.4 基体合金元素及增强体涂层对复合材料力学性能的影响

1.5 金属基复合材料的制备方法

1.6 本课题研究的目的及意义

第2章 实验材料及方法

2.1晶须预制块的制备

2.2复合材料的制备及热处理

2.3材料分析检测

第3章 ABOw/Al复合材料微观组织与结构研究

3.1引言

3.2涂覆前后的晶须形貌及物相分析

3.3基体合金的形貌及物相分析

3.4复合材料组织与结构分析

3.5本章小结

第4章 ABOw/Al复合材料阻尼性能研究

4.1引言

4.2频率f对材料阻尼性能的影响

4.3应变对阻尼性能的影响

4.4基体及复合材料阻尼-温度谱的研究

4.5热处理对复材阻尼性能的影响

4.6分析与讨论

4.7本章小结

第5章 ABOw/Al复合材料室温拉伸性能研究

5.1引言

5.2锌含量对合金力学性能的影响

5.3复合材料室温拉伸性能研究

5.4热处理对室温拉伸性能的影响

5.5讨论与小结

结论

参考文献

声明

致谢

个人简历