TiC颗粒增强铝基复合材料耐磨性能研究

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颗粒增强金属基复合材料的研究现状及展望

第20卷第1期V o l.20N o.1　硬　质　合　金CE M EN T ED CA RB I D E2003年3月M ar.2003综合评述颗粒增强金属基复合材料的研究现状及展望王基才Ξ　尤显卿　郑玉春　程娟文(合肥工业大学材料学院,合肥,230009)摘　要　从材料的选择、制备技术和性能等方面对颗粒增强金属基复合材料的研究现状进行综合评述。

分析了颗粒增强金属基复合材料发展过程中存在的一些问题及改进措施,指出了颗粒增强金属基复合材料的几个重要发展方向:制备技术的改进、应用范围向特色应用领域的拓宽和再生回收的重视。

关键词　复合材料　碳化物粒子　制备技术　性能　生产应用1　引　言自1965年A Kelly,G J davies和D C ratch ley 等[1]首先总结和提出了金属基复合材料(M etal M atrix Com po sites,简称MM C s)的资料以来, MM C s就以其高的比强度、比刚度及良好的热稳定性、耐磨性、尺寸稳定性及成分可设等优点[2-4]吸引了各国学者和科研人员的关注,成为材料研究和开发的热点。

按增强体的形式MM C s可分为连续纤维增强、短纤维或晶须增强、颗粒增强等。

由于连续纤维增强的MM C s必须先制成复合丝,工艺成本高而复杂,因此其应用范围有很大的局限性,只应用于少数有特殊性能要求的零件。

颗粒增强金属基复合材料(Particu late R einfo rced M etal M atrix Com po sites,简称PRMM C)是将陶瓷颗粒增强相外加或自生进入金属基体中得到兼有金属优点(韧性和塑性)和增强颗粒优点(高硬度和高模量)的复合材料。

PRMM C具有增强体成本低,微观结构均匀,材料各向同性,可采用热压、热轧等传统金属加工工艺进行加工等优点[5-8],因而与纤维增强、晶须增强金属基复合材料相比倍受关注[9-10]。

2　PRMM C材料的选择基体材料是MM C s的主要组成部分,起着固结增强相、传递和承受各种载荷(力、热、电)的作用。

tic颗粒增强高强度tzm基复合材料及制备方法

tic颗粒增强高强度tzm基复合材料及制备方法tic颗粒增强高强度tzm基复合材料及制备方法1. 引言在现代工程领域中，复合材料因其轻量化、高强度、良好的耐腐蚀性和耐磨性等优点而备受关注。

特种合金是一类在高温、高压和严酷环境下具有优异性能的材料。

其中，TZM合金以其高融点、高强度和优秀的耐热性能在航空航天、能源以及化工等领域得到广泛应用。

然而，为了进一步提高TZM合金的性能，一种新型的增强材料tic颗粒被引入到TZM基复合材料中。

2. tic颗粒增强高强度tzm基复合材料的制备方法2.1 材料准备为制备tic颗粒增强的TZM基复合材料，首先需要准备好以下材料： - TZM合金基体材料：由钛(Ti)、锆(Zr)、钼(Mo)等元素组成，具有高强度和耐高温性能。

- tic颗粒：tic颗粒是一种高硬度的陶瓷材料，可以增强复合材料的硬度和强度。

- 粉末冶金技术：通过粉末冶金技术，将TZM合金和tic颗粒进行混合。

2.2 复合材料制备步骤步骤1：将TZM合金和tic颗粒按照一定比例进行混合。

步骤2：通过粉末冶金技术，将TZM合金和tic颗粒混合物放置在真空或惰性气氛下进行高温烧结。

步骤3：烧结完成后，将样品进行冷却处理，获取tic颗粒增强的TZM基复合材料。

3. tic颗粒增强高强度tzm基复合材料的特性- 高硬度：tic颗粒的加入使得TZM基复合材料具有较高的硬度，能够抵抗外界的冲击和磨损。

- 高强度：tic颗粒在TZM基复合材料中起到了增强剂的作用，能够提升复合材料的强度和耐久性。

- 优异的耐热性能：TZM合金本身就具有良好的耐高温性能，在tic 颗粒的增强下，复合材料的耐热性能进一步提升。

- 良好的耐腐蚀性：TZM合金具有良好的耐腐蚀性能，tic颗粒的加入可以进一步增强复合材料的耐腐蚀性。

4. tic颗粒增强高强度tzm基复合材料的应用领域- 航空航天领域：由于tic颗粒增强高强度tzm基复合材料具有较高的强度和耐热性能，可以应用于航空航天发动机的制造和燃烧室等重要部件。

碳化硅颗粒增强铝基复合材料

碳化硅颗粒增强铝基复合材料碳化硅颗粒增强铝基复合材料, 是目前普遍公认的最有竞争力的金属基复合材料品种之一。

尽管其力学性能尤其是强度难与连续纤维复合材料相匹敌, 但它却有着极为显著的低成本优势, 而且相比之下制备难度小、制备方法也最为灵活多样, 并可以采用传统的冶金工艺设备进行二次加工, 因此易于实现批量生产。

冷战结束后的20 世纪90 年代, 由于各国对国防工业投资力度的减小, 即使是航空航天等高技术领域, 也越来越难以接受成本居高不下的纤维增强铝基复合材料。

于是, 颗粒增强铝基复合材料又重新得到普遍关注。

特别是最近几年来, 它作为关键性承载构件终于在先进飞机上找到了出路, 且应用前景日趋看好, 进而使得其研究开发工作也再度升温。

碳化硅颗粒增强铝基复合材料主要由机械加工和热处理再结合其的性质采用一定的方法制造。

如铸造法、粘晶法和液相和固相重叠法等。

碳化硅颗粒增强铝基复合材料碳化硅和颗粒状的铝复合而成，其中碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生产绿色碳化硅时需要加食盐)等原料在电阻炉内经高温冶炼而成，再和增强颗粒铝复合而成，增强颗粒铝在基体中的分布状态直接影响到铝基复合材料的综合性能,能否使增强颗粒均匀分散在熔液中是能否成功制备铝基复合材料的关键,也是制备颗粒增强铝基复合材料的难点所在。

纳米碳化硅颗粒分布的均匀与否与颗粒的大小、颗粒的密度、添加颗粒的体积分数、熔体的粘度、搅拌的方式和搅拌的速度等因素有关。

纳米颗粒铝的分散的物理方法主要有机械搅拌法、超声波分散法和高能处理法。

对复合材料铸态组织的金相分析表明，碳化硅复合材料挤压棒实物照片颗粒在宏观上分布均匀，但在高倍率下观察，可发其余代表不同粒度、含量的复台材料现SiC颗粒主要分布在树枝问和最后凝固的液相区，同时也有部分SiC颗粒存在于初生晶内部，即被初生晶所吞陷。

从凝固理论分析，颗粒在固液界面前沿的行为与凝固速度、界面前沿的温度梯度及界面能的大小有很大关系，由于对SiC颗粒的预处理有效地改善了它与基体合金的润湿性，且在加入半固态台金浆料之前的预热温度大大低于此时的合金温度，故而部分SiC颗粒就可能直接作为凝固的核心而存在于部分初生晶的内部，但是太多数SiC在枝晶相汇处或最后凝固的液相中富集，这便形成了上述的组织形貌。

颗粒增强铝基复合材料的制备方法及其存在的问题20091311

颗粒增强铝基复合材料的制备方法及其存在的问题冶金0901班张莹20091311近年来，随着不断追求轻量化、高性能化、长寿命、高效能的发展目标带动牵引了轻质高强多功能颗粒增强铝基复合材料的持续发展。

提出的低密度、高比强度、高比模量、低膨胀、高导热、高可靠等优异以及良好的抗磨耐磨性能和耐有机液体和溶剂侵蚀等综合性能要求，传统轻质材料已很难全面满足要求，如铝合金模量低、线胀系数较大; 钛合金密度较大、热导率极低; 纤维增强树脂基复合材料在空间环境下使用易老化等，颗粒增强铝基复合材料经过30 多年的发展，已在国外航空航天领域得到了规模应用，这充分验证了与铝合金、钛合金、纤维树脂基复合材料等传统材料相比具有的显著性能优势，奠定了颗粒增强铝基复合材料在材料体系中的地位和竞争态势。

而且更重要的是，在世界范围内有丰富的铝资源，加之易于进行工艺加工成型和处理，因而制各和生产铝基复合材料比其他金属基复合材料更为经济，易于推广，可广泛应用于航空航天、军事、汽车、电子、体育运动等领域，因此，这种材料在国内外受到普遍重视。

颗粒增强铝基复合材料已成为当下世界金属基复合材料研究领域中的一个最为重要的热点，各国已经相继进入了颗粒增强铝基复台材料的应用开发阶段，在美国和欧洲发达国家，该类复台材料的工业应用已开始，并且被列为二十一世纪新材料应用开发的重要方向并日益向工业规模化生产和应用的方向发展。

本文旨在探讨颗粒增强铝基复合材料的制备方法及在亟待解决的各方面的问题，推进其应用发展的进程。

主要制备方法介绍：增强体颗粒的分布均匀性和界面结合状况是影响复合材料性能的重要因素。

因此，如何使增强体颗粒均匀分布于铝基体井与铝基体形成良好的界面结台是颗粒增强铝基复台材料制备过程中必须解决的两个最关键问题。

以下是制备颗粒增强铝基复合材料的一些方法：1、原位法原位法的原理是通过元素间或元素与化合物之间反应制备陶瓷增强金属基复合材料，是近年来迅速发展的一种新的复合工艺方法，目前已成功地在铝基中实现了硼化物、碳化物、氮化物等的原位反应。

原位TiC颗粒增强7075Al基复合材料的制备及微观组织

复合材料，并运用多种分析手段和试验来研究其可
ＺＨＡＮＧｕ．ｉＦｙ，ＬＩＨｕ．ｎ一，ＬＩＬｉＵｉｍｉＵ
（．ＳｈｏｏａｒｌＳｉｃｎｎｉｅｎ，ＩｎｒＭｎｏａＵｉｒｔｏｅｈｏｇ，Ｈｈｏ１０，Ｃｉａ．Ｃｎｒｏ１ｃｏｌｆＭｔａｓｃｅｅａｄＥｇｅｒｇｎｅｏｇｌｎｖｓｙｆｃｎｌｙｅｎｉｎｉｉｅｉＴｏｏｈｔ０５０１ｈｎ；２ｅｔｆｅ
Ｆａｒｃｔｏｎｉｒｓｒｃｕｅｏ０５ｏｐｓｔｓｂｉａｉｎａｄｍｃｏｔｕｔｒｆ７７ｃｍｏｉｅＡ１
ｓｒｎｔｅｅｙｉｓｔＣａｔｃｌｔｓｔｅｇｈｎｄｂｎ－ｉｕＴｉｐｒｉｕａｅ
２１００年６月
内蒙古科技大学学报
ＪｕａｆＩｎｒＭｏｇｌｉｅｓｔｆｃｅｃｎｅｈｏｏｙｏｒｌｅｎｏｉＵｎｖｒｉｏｉｎｅａｄＴｃｎｌｇｎｏｎａｙＳ
ห้องสมุดไป่ตู้
Ｊｎ，００ｕｅ２１
ＴｃｎｌｙｏＮｗＭａｒｌＥｇｅｒｇＩｎｒｏｇｌ，ｏｈｔ１０１Ｃｉａｅｈｏｇｆｅｔａｎｉｅｎ，ｎｅＭｎｏａＨｈｏ００５，ｈ）ｏｅｓｉｎｉｉｎ
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多尺度双结构Al3Ti颗粒增强铝基复合材料的制备及其强韧化机理

多尺度双结构Al3Ti颗粒增强铝基复合材料的制备及其强韧化机理多尺度双结构Al3Ti颗粒增强铝基复合材料的制备及其强韧化机理摘要：随着材料科学技术的不断发展，铝基复合材料受到了广泛关注。

本文以铝为基体，采用多尺度双结构Al3Ti颗粒增强技术制备了铝基复合材料，并研究了其强韧化机理。

通过SEM、TEM、XRD等手段对制备材料的微观结构进行了表征，并对其力学性能进行了测试。

结果显示，多尺度双结构Al3Ti颗粒增强铝基复合材料具有优异的强度和韧性，具备广阔的应用前景。

关键词：复合材料；Al3Ti颗粒；多尺度结构；强韧化机理1. 引言铝及其合金是重要的结构材料，在航空航天、汽车制造、电子设备等领域有广泛应用。

然而，纯铝的力学性能有限，不适合于高强度和高刚度的要求。

为了提高铝材料的力学性能，研究人员提出了多种增强方法，其中包括颗粒增强、纤维增强等。

2. 实验方法本实验所使用的原料包括纯铝粉、TiH2粉末和纳米Al3Ti颗粒。

首先，将纯铝粉和TiH2粉末按一定比例混合，并在氩气保护下进行球磨。

然后将球磨后的混合粉末与纳米Al3Ti颗粒进行干法混合，并在精细球磨机中继续球磨。

最后，将球磨后的混合粉末放入真空感应熔炼炉中，在熔炼温度下进行熔炼，得到Al3Ti颗粒分散均匀的铝基复合材料。

3. 结果与讨论通过SEM和TEM观察，发现制备的铝基复合材料中Al3Ti颗粒分布均匀，呈现多尺度双结构。

XRD分析结果显示，Al3Ti颗粒的晶体结构与单晶体相同。

力学性能测试表明，多尺度双结构Al3Ti颗粒增强铝基复合材料具有优异的强度和韧性。

其强韧化机理主要包括以下几个方面：3.1 Al3Ti颗粒的强化效应Al3Ti颗粒在铝基复合材料中具有很高的强化效应。

其颗粒形态可以有效阻碍晶体的滑移和蠕化，提高材料的塑性变形能力。

3.2 多尺度结构的协同效应本实验中采用了多尺度结构的Al3Ti颗粒增强技术，通过控制颗粒大小和分布范围，能够有效提高材料的综合力学性能。

颗粒增强铝基复合材料的研究与进展

ｌ２４ｌ２２
颗粒利用率低
ｌ１
轧制件
工艺复杂润湿性好燃气涡轮机；热交换机；耐热
增强体分布均匀元件；切削工具
即得到所需的复合材料。用该方法制备的颗粒与铝基体之于形状和尺寸都不相同的各种颗粒，对于颗粒增强铝基复合材料的浇注，间的润湿性好，粒子分布均匀，且制备设备简单，成本低廉，能够大可设计性有了很大的提高。同时，粉末冶金法存在不少独特的优点，规模生产。现在，成熟的半固态搅拌铸造法主要应用于微米级颗粒，制备的复合材料颗粒分布均匀、组织细密，不易出现偏析和偏聚；烧对于亚微米级和纳米级颗粒，搅拌铸造法还比较难控制其在铝液中结温度比金属的熔点低，减轻了界面之间的反应，减少了化合物的此方法金属液处于半固态，粘度比较大，易形生成，提高了产品的精度。在航天领域，英国航天金属基复合材料公的均匀分布㈣。同时，成团聚现象，导致复合材料的相关性能降低。齐海波等采用半固态司（ＡＭＣ）采用高能球磨粉末冶金法成功研制出碳化硅颗粒增强铝搅拌挤压铸造方法制备出ＳｉＣ复合材料制动盘，与传统ＨＴ２５０铸铁基（２００９／ＳｉＣ／１５ｐ）复合材料，用此材料制造的直升机旋翼系统连接该新型制动盘热膨胀系数更小、导热性能更好、质量也用模锻件已成功应用于欧直公司生产的新型直升机旋翼上。该材料制动盘相比，不仅延长了制动盘的使用周期，也节约了成本㈣。与铝合金相比，弹性模量提高约４０％，构建刚度提高约３０％，寿命提更轻，

颗粒增强铝基复合材料的研究现状

颗粒增强铝基复合材料的研究现状杨佳;曹风江;谭建波【摘要】复合材料是一种重要的工程材料,具有优异的力学性能.颗粒增强铝基复合材料是众所周知的复合材料之一,具有优异的性能,如高强度、硬度、刚度、耐磨性和耐疲劳性,因此成为了20世纪最具有发展前途的材料之一.本文综述了颗粒增强铝基复合材料的研究现状,从基体、增强颗粒的选择,复合材料的制备方法、影响复合材料制备的因素及解决方法等方面进行了详细阐述,并且针对目前面对的问题,提出了以后的发展方向.【期刊名称】《铸造设备与工艺》【年(卷),期】2017(000)005【总页数】5页(P69-72,78)【关键词】铝基复合材料;基体;增强颗粒;制备方法;润湿性【作者】杨佳;曹风江;谭建波【作者单位】河北科技大学材料科学与工程学院,河北石家庄050018;沧州职业技术学院,河北沧州061000;河北科技大学材料科学与工程学院,河北石家庄050018【正文语种】中文【中图分类】TB333复合材料是将两种或两种以上不同性质的材料通过物理或化学的方法在宏观或微观上复合而成的具有优良性能的新材料，新材料具有组成材料的互补性能[l]。

根据复合材料的基体不同，复合材料可以分为：陶瓷基复合材料、金属基复合材料和树脂基复合材料[l]。

根据复合材料的增强相不同可分为：颗粒增强复合材料和纤维增强复合材料[l]。

其中颗粒增强铝基复合材料是2l世纪最具有发展前途的先进材料之一。

该种复合材料具有高比强度、高比刚度、高比模量、低密度以及良好的高温性能，并且颗粒增强铝基复合材料耐磨、耐疲劳、热膨胀系数低、导热性能良好[2～4]。

与纤维增强铝基复合材料相比，颗粒增强铝基复合材料价格低，并且各向同性、克服了纤维损伤、微观组织不均匀和纤维与纤维接触反应带大等问题[5]。

目前常用的颗粒增强铝基复合材料的基体有纯铝和铝合金[l]，常用的增强颗粒有 SiC、Al2O3、TiC、Si3N4、B4C、石墨等[6，7]。

颗粒增强铝基复合材料

颗粒增强铝基复合材料金属基复合材料(Metal Matrix Composite，简称MMC)是以金属及其合金为基体，与一种或几种金属或非金属增强相人工结合成的复合材料。

其增强材料大多为无机非金属，如陶瓷、碳、石墨及硼等，也可以用金属丝。

在结构材料方面，不但要求强度高，还要求重量轻，在航天领域尤其如此。

金属基复合材料正是为满足上述要求而诞生的。

与传统的金属材料相比，它具有优良的导电性与耐热性，与陶瓷材料相比，它具有高韧性和高冲击性能。

这些优良的性能决定了它成为新材料中重要一员，已经在一些领域得到应用并且应用领域正在逐步扩大。

铝基复合材料是金属基复合材料的一种，具有密度低、基体合金选择范围广、可热处理性好、制备工艺灵活等优点，成为金属基复合材料研究和发展的主流。

根据材料使用性能要求，来选择基体金属、增强相和制备方法。

纯铝和铝合金均可用作基体，铝合金基体主要选用AI—Cu-Mg系、A1-Mg-Si系和m．Zn．Mg系：增强相主要为SiC、Al2O3；常用制备方法有粉末冶金法、液态金属浸渗法、搅拌铸造法与原位复合法等[5]。

按增强体不同，铝基复合材料分为纤维增强和颗粒增强铝基复合材料。

颗粒增强铝基复合材料的增强体主要有SiC、TiC、A12O3和石墨颗粒，解决了纤维增强铝基复合材料增强纤维制备成本昂贵的问题。

而且这类复合材料各向同性，克服了制备过程中出现诸如纤维损伤、微观组织不均匀、纤维与纤维相互接触、反应带过大等影响材料性能的许多缺点。

颗粒增强铝基复合材料可广泛应用于航空航天、军事、汽车、电子、体育用品等。

随着增强体与基体结合理论的进一步研究，成本更低的增强体和制备工艺的不断开发，成本将更加低廉，使其应用领域将越来越广。

颗粒增强铝基复合材料作为先进的材料，具有优异的性能，同时原材料资源丰富，相对成本较低，在各经济领域有着广泛的应用前景，已受到普遍重视。

我国相关领域也应大力开展这方面研究，包括基础理论研究，如强化相，基体对材料性能影响的机理等。

激光熔覆原位自生TiC颗粒增强镍基复合涂层的组织与耐磨性

激光熔覆原位自生TiC颗粒增强镍基复合涂层的组织与耐磨性马世榜;夏振伟;徐杨;施焕儒;王旭;郑越【摘要】采用预置粉末法在45钢表面进行激光熔覆镍基Ni60A+x%(SiC+Ti)(质量分数,下同)复合粉末涂层的实验研究.使用往复式磨损试验机对不同涂层材料的熔覆层进行干摩擦磨损实验,利用金相显微镜、扫描电镜(SEM)观察和分析熔覆层的显微组织与磨损形貌.结果表明:复合粉末通过原位反应生成弥散分布的TiC颗粒增强复合涂层,随着(SiC+Ti)含量的增加,颗粒状TiC的尺寸和数目逐渐增加;复合粉(SiC+Ti)含量达到60%时,微观组织有气孔和夹杂缺陷;复合粉(SiC+Ti)含量为48%时,熔覆层耐磨性最佳;复合涂层的磨损主要为磨粒磨损,机理为微观切削和挤压剥落.%Laser cladding of Ni-based Ni60A+x% (SiC+Ti)(mass fraction,the same below) composite powder coating on 45 steel substrate was studied by using the method of preplaced powder.The dry friction and wear experiments of different material coatings were carried out by reciprocating friction wear tester.The microstructure and worn morphology of cladding layers were observed and analyzed by using metallographic microscope, scanning electron microscope(SEM) respectively.The results show that the prepared composite coating with dispersively distributed TiC enhanced particles are obtained in-situ, the size and number of the granular TiC gradually increase with the increase of the composite powder SiC+Ti.When the composite powder SiC+Ti reaches 60%, pores and inclusions defects exist in microstructure.When the composite powder SiC+Ti reaches 48%, wear resistance of cladding coating is the best.Thewear behavior of the composite coating is abrasive wear, and the mechanism is micro cutting and extrusion spalling.【期刊名称】《材料工程》【年(卷),期】2017(045)006【总页数】7页(P24-30)【关键词】激光熔覆;原位自生;TiC;耐磨性;强化机理【作者】马世榜;夏振伟;徐杨;施焕儒;王旭;郑越【作者单位】中国农业大学工学院,北京 100083;南阳师范学院机电工程学院,河南南阳 473061;中国农业大学工学院,北京 100083;中国农业大学工学院,北京100083;中国农业大学工学院,北京 100083;中国农业大学工学院,北京 100083;中国农业大学工学院,北京 100083【正文语种】中文【中图分类】TG115.5+8激光熔覆原位自生技术是指采用激光加工工艺，利用不同元素或化合物之间熔融状态下发生化学反应，在金属基体内生成一种或几种陶瓷相颗粒，以达到改善单一金属合金性能的方法[1-3]。

颗粒增强铝基通讯复合材料研究进展

刚度高、热稳定性好、耐磨性好、抗腐蚀、抗疲劳、密度
小、不吸潮、不老化等优点＿，是一种优良的结构材料。１］它不仅满足了航空航天、能源、高精度机床、尖端武器及汽车等高端领域对材料高性能的要求，而且材料的各向同性还使得材料可以使用传统的金属加工工艺进行加工。所有这些优点都使ＰＡＭＣ在高、精、尖领域以及通讯设施Ｒｓ
高温合成法、原位热压放热反应合成法、放热弥散技术、反应自发浸渗技术等工艺。对各工艺做了详细的介绍，指出了未
来的发展方向。
关键词：颗粒增强；制备工艺；强制加入；原位反应
中图分类号：ＴＢ３３
文献标识码：Ａ
越大。根据文献＿可知颗粒的直径、间距以及体积分数之２］
２１２铸造法．．
铸造法是液态法（融金属加工法）的主要方法，其熔
关键是把固相增强颗粒均匀地散布于液态铝中，并使其最终弥散地分布在所形成的固态基体中。铸造法按增强材料与金属液体的混合方式不同，可分为搅拌铸造、正压铸造、负压铸造等方法。２１２１．．．搅拌铸造法目前所采用的有液态机械搅拌法及半固态机械搅拌法。液态机械搅拌法是通过搅拌器的旋转运动使增强材料均匀分布在液体中，然后浇注成型。此法所用设备简单，操作方便，但增强颗粒不易与基体材料混合均匀，且材料的吸气较严重。半固态搅拌法是利用合金在同液温度区间经搅拌后得到的流变性质，将增强颗粒搅人半固态熔液中，依靠半固态金属的粘性阻止增强颗粒因密度差而浮沉来制备复合材料。此法能获得增强颗粒均匀分布的复合材料，但

颗粒增强铝基复合材料的介绍与研究

颗粒增强铝基复合材料的介绍与研究作为金属基复合材料的一种，铝基复合材料有着最广泛的发展和应用。

这是一种通过在基体中加入一些具有特殊性能的增强体材料（如具有高硬度、耐磨的陶瓷颗粒）来制备在性能上优于基体金属的复合材料的方法。

为了使材料的的力学性能和致密性达到最好，充分发挥弥散增强的效果，所以要选择适当大小、密度和数量的颗粒来作为增强体。

本文主要介绍颗粒增强铝基复合材料的优点以及如何选择基体和增强体。

标签：颗粒增强；基体；增强体铝基复合材料——目前种类最多、应用最广的MMCs。

因为其性能优异、研究深入，所以是MMCs阵营中不可或缺的重要成员。

铝的面心立方结构决定了其会有良好的塑韧性，除此之外它良好的加工性能和价格便宜等许多优点都促成了它在工程上的广泛使用。

而其质量轻、塑性好等优点在制备复合材料时同样也是不可多得的优点，所以铝基复合材料发展最快。

因为铝合金综合性能比铝更加优异，所以铝基复合材料多选用铝合金作基体。

其增强体则多种多样，既可以是连续增强长纤维，也可是短纤维或颗粒。

颗粒增强金属基复合材料就是指增强相是以颗粒的形式存。

基体的作用是把通常平均直径大于1微米的颗粒粘合在一起。

常用增强体颗粒有：TiC、TiB2等陶瓷颗粒还有石墨颗粒甚至是金属颗粒等。

颗粒增强铝基复合材料颗粒增强型金属基复合材料（简称PRMMC），是复合材料的一个重要的分支。

PRMMC的最大特点成本较低使其应用范围变广，同时材料综合性能也不错。

和纤维增强型金属基复合材料相比，PRMMC有着各向同性和加工工艺更为简单的特点。

虽然从理论说只要复合材料中增强体颗粒尺寸越小，其带来的强化效果就会越强，材料的力学性能也就越好。

这是忽略复合材料制备过程而得出的结论。

实际在铝基复合材料制备时，如果增强体颗粒太小就会使基体熔液粘度太大，颗粒团聚在一起不易分开。

这样不仅达不到均匀弥散的制备要求，而且界面反应也不好掌握，最终可能导致材料中增强相不均匀或者发生有害界面反应。

陶瓷颗粒增强铝基复合材料制备工艺研究进展

3、界面强化：陶瓷颗粒和铝基体之间的界面可以有效地限制裂纹的扩展，提高材料的韧性。此外，合适的界面厚度和化学组成可以实现陶瓷颗粒和铝基体的相容性，从而提高复合材料的综合性能。
参考内容
陶瓷颗粒增强金属基复合材料是一种具有优异性能的材料，其结合了陶瓷颗粒的高强度和金属的优良塑性，受到了广泛的研究。本次演示将介绍陶瓷颗粒增强金属基复合材料的研究进展，包括研究现状、研究方法、研究成果和不足等方面。
制备工艺
陶瓷颗粒增强铝基复合材料的制备工艺主要包括以下步骤： 1、原材料选择：根据需求选择合适的陶瓷颗粒和铝基体原材料。
2、混制工艺：将陶瓷颗粒和铝基体原材料混合均匀，以实现颗粒在铝基体中的均匀分布。
3、成型工艺：将混合均匀的原材料通过一定手段成型为所需形状，如注射成型、压铸成型等。
4、热处理工艺：在一定温度和时间内对成型后的复合材料进行热处理，以实现材料的高性能化。
4、热处理工艺：在一定温度和时间内对成型后的复合材料进行热处理
1、位错强化：陶瓷颗粒在铝基体中均匀分布时，会阻碍铝基体中位错的运动，从而提高复合材料的强度和硬度。
2、弥散强化：陶瓷颗粒在铝基体中作为第二相粒子，可以阻碍位错运动，提高材料的硬度。同时，陶瓷颗粒还可以有效地降低残余应力，提高材料的可靠性。
参考内容二
粉末冶金技术由于其独特的优势，已成为制备颗粒增强铝基复合材料的重要方法。通过选择合适的原材料、制备工艺和固结方式，可以显著提高铝基复合材料的性能。本次演示将详细介绍粉末冶金颗粒增强铝基复合材料的制备及研究进展。
一、粉末冶金颗粒增强铝基复合材料的研究背景和意义
随着科技的不断进步，铝基复合材料因其轻质、高强、耐腐蚀等优点而在众多领域得到广泛应用。其中，粉末冶金技术作为一种制备颗粒增强铝基复合材料的有效手段，在提高材料性能、降低成本等方面具有显著优势。然而，粉末冶金颗粒增强铝基复

南京理工大学科技成果——内生型陶瓷颗粒增强铝基复合材料的应用开发

南京理工大学科技成果——内生型陶瓷颗粒增强铝基复合材料的应用开发成果简介：铝基复合材料是以铝或其合金为基体，纤维、晶须、金属间化合物、陶瓷颗粒或其组合为增强体的复合材料，它兼有基体铝的塑性、韧性又具有增强相的高硬度、高强度。

铝基复合材料具有较高的比强度、比刚度，以及良好的高温性能以及优异的耐磨性能等特点。

增强相与基体达的结合界面，是影响复合材料强度的关键因素，也是复合材料研究的重点之一。

目前铝基复合材料的生成类型主要有外生型和内生型两种。

外生型增强相是从外界直接加入的，增强相的表面易被污染，与基体的结合界面不干净，易有不良的反应物产生，此外，进入基体中的增强相的尺寸不能太小，须在微米级以上，且易在基体中偏聚，这些均严重影响力学性能的进一步提高，高温性能也因界面的恶化而严重下降。

本材料是采用原位合成技术开发的铝基复合材料，其增强相是通过基体中的化学反应产生的，因此，增强相表面无污染，与基体的结合界面干净、相容性好，分布均匀，克服了外生型的不足。

该技术是上世纪九十年代初才传入我国的，而用于铝基复合材料的制备研究只是刚刚起步，该项目组成功制成了内生型陶瓷颗粒增强的铝基复合材料，并对材料的制备工艺、力学性能（常温、高温）、磨损性能（常温、高温）进行了深入研究，制备工艺已基本成熟。

可直接进行中期生产应用开发。

技术指标：1、常温下主要力学性能（纯铝基）抗拉强度：400MPa；延伸率：9％；2、高温下主要力学性能（纯铝基）300℃抗拉强度：200MPa；延伸率：12％；500℃抗拉强度：120MPa；延伸率：16％。

项目水平：国内先进成熟程度：小试合作方式：合作开发、专利许可、技术转让、技术入股。

颗粒增强铝基复合材料的介绍与研究

颗粒增强铝基复合材料的介绍与研究作者：刘珂刘春刘琦来源：《科学导报·学术》2017年第10期摘要：作为金属基复合材料的一种，铝基复合材料有着最广泛的发展和应用。

这是一种通过在基体中加入一些具有特殊性能的增强体材料（如具有高硬度、耐磨的陶瓷颗粒）来制备在性能上优于基体金属的复合材料的方法。

为了使材料的的力学性能和致密性达到最好，充分发挥弥散增强的效果，所以要选择适当大小、密度和数量的颗粒来作为增强体。

本文主要介绍颗粒增强铝基复合材料的优点以及如何选择基体和增强体。

关键词：颗粒增强；基体；增强体【中图分类号】 TB33 【文献标识码】 B【文章编号】 2236-1879（2017）10-0208-01铝基复合材料——目前种类最多、应用最广的MMCs。

因为其性能优异、研究深入，所以是MMCs阵营中不可或缺的重要成员。

铝的面心立方结构决定了其会有良好的塑韧性，除此之外它良好的加工性能和价格便宜等许多优点都促成了它在工程上的广泛使用。

而其质量轻、塑性好等优点在制备复合材料时同样也是不可多得的优点，所以铝基复合材料发展最快。

因为铝合金综合性能比铝更加优异，所以铝基复合材料多选用铝合金作基体。

其增强体则多种多样，既可以是连续增强长纤维，也可是短纤维或颗粒。

颗粒增强金属基复合材料就是指增强相是以颗粒的形式存。

基体的作用是把通常平均直径大于1微米的颗粒粘合在一起。

常用增强体颗粒有：TiC、TiB2等陶瓷颗粒还有石墨颗粒甚至是金属颗粒等。

颗粒增强铝基复合材料颗粒增强型金属基复合材料（简称PRMMC），是复合材料的一个重要的分支。

PRMMC 的最大特点成本较低使其应用范围变广，同时材料综合性能也不错。

和纤维增强型金属基复合材料相比，PRMMC有着各向同性和加工工艺更为简单的特点。

虽然从理论说只要复合材料中增强体颗粒尺寸越小，其带来的强化效果就会越强，材料的力学性能也就越好。

这是忽略复合材料制备过程而得出的结论。

SiC颗粒增强铝基复合材料的制备及性能

SiC颗粒增强铝基复合材料的制备及性能SiC颗粒增强铝基复合材料具有良好的性能，其制备过程是通过将SiC颗粒加入铝基合金中，并在高温下进行加热、烧结和冷却等过程得到的。

在制备过程中，需要考虑材料选择、成分配比、加热温度和时间等因素。

首先，选择合适的铝基合金是制备SiC颗粒增强铝基复合材料的重要一步。

通常选择含有硅、铜、镁等元素的铝合金作为基体材料，因为这些元素可以提高铝合金的强度和硬度，使其更适合作为复合材料的基体。

其次，粒径和配比也是影响制备SiC颗粒增强铝基复合材料的因素之一。

通常，SiC颗粒的粒径应控制在10-50μm之间，同时需要适当调整其添加量，以达到复合材料的最佳性能。

在制备过程中，需要对复合材料进行高温加热，以实现SiC颗粒与铝基合金的结合。

通常可以通过烧结或热压等方法进行加热处理。

在加热过程中，需要控制加热温度和时间，以避免过度烧结或热压，导致复合材料的性能下降。

最后，制备好的SiC颗粒增强铝基复合材料具有优异的机械性能和耐磨性能。

其强度和硬度比普通铝合金要高，而且耐磨性能也较好，可用于制作各种机械零件和工具等。

总之，制备SiC颗粒增强铝基复合材料是一项复杂而有挑战性的工作。

只有深入了解其成分和加工工艺，才能制备出优质的复合材料。

SiC颗粒增强铝基复合材料的关键性能指标主要包括强度、硬度、耐磨性能等。

下面将针对目前文献报道的数据进行分析，并探讨其可能的影响因素。

首先是复合材料的强度。

根据文献报道，SiC颗粒增强铝基复合材料的强度通常高于单纯的铝合金，其中最高的强度值可以达到1100MPa。

这是由于SiC颗粒的加入增加了复合材料的晶间模量，从而提高了材料的强度。

此外，当SiC颗粒的大小适中时，其与铝基合金的界面结合更紧密，对于强度的提升也有一定的贡献。

其次是复合材料的硬度。

SiC颗粒的硬度高于铝合金，加入后可以明显提高复合材料的硬度。

根据文献报道，复合材料的硬度通常在100~200Hv之间，其中SiC颗粒的含量和均匀性是影响硬度的主要因素。

颗粒增强铝基复合材料小直径孔磨削加工实验研究

除了在砂轮结构设计上考虑切屑排出外
。
还应该使
，
磨削加工中影响孔加工质量的因素主要有以下几个
期目标时可判定样品是均匀的
，
用正确的工艺方法采用分步进给的方式加工孔能够充
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．
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．
作者简介：李鹏刚 ( 1 9 6 6
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，
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