马俊林
,
钱陈豪
,
李萍
,
薛克敏
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20150804.001
为了研究金属基复合材料在剧烈塑性变形(SPD)过程中增强颗粒与金属基体的界面连接机制,通过等径角挤扭(ECAP-T)工艺在较低温度下制备块状10wt％ SiCP/Al基复合材料,并对经过1、2和4道次ECAP-T变形的SiC颗粒与纯Al之间的界面反应以及元素扩散进行了研究.通过TEM和XPS研究了界面和元素扩散,结果表明:即使在较低的外界制备温度下,Al和SiC颗粒表面的SiO2层也能够发生反应,形成主要由Al2O3组成的界面层.相比理论计算值,ECAP-T变形可以将Al的扩散系数提高约1016倍,增强扩散的原因主要是ECAP-T变形促使界面温度升高,且在铝基体内产生空位、位错和晶界等高密度晶格缺陷.
关键词:
等径角挤扭
,
SiCP/Al基
,
界面反应
,
扩散系数
,
晶格缺陷
谢瑞
,
李萍
,
薛克敏
,
马俊林
,
钱陈豪
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160707.001
为研究大塑性变形对金属基复合材料微观组织和力学性能的影响,利用高压扭转工艺(HPT)在200℃下将纯Al粉末和经氧化处理的SiC粉末混合固结成10 wt% SiCP/Al复合材料.采用TEM观察HPT变形后不同圈数试样的SiC-Al界面及Al基体微观组织,采用EDS能谱仪分析界面处原子扩散现象,采用万能拉伸试验机测试研究不同扭转圈数试样的力学性能.结果表明:不同圈数试样Al基体内出现大量位错、非平衡晶界等晶格缺陷;组织内存在两种SiC-Al界面,含SiO2层的原始界面和因颗粒破碎而新生成的界面.两种界面结合良好,界面处元素相互扩散;随着扭转圈数的增加,10 wt% SiCP/Al复合材料抗拉强度增加,延伸率得到较大提高.分析发现高压扭转后不同圈数组织内产生的大量晶格缺陷和细小晶粒,促进界面处元素的相互扩散,使界面结合良好,同时大量晶格缺陷和细小晶粒的产生以及结合良好的SiC-Al界面是SiCP/Al复合材料力学性能大幅提升的主要原因.
关键词:
高压扭转
,
微观组织
,
力学性能
,
SiC-Al界面
,
元素扩散
,
晶格缺陷
