直热法粉末触变成形制备高体积分数SiC_p/6061Al复合材料性能研究

来源 :兰州理工大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:davidzn
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
高体积分数SiCp/Al复合材料具有强度高、硬度高、热膨胀系数小、导热性能好等优点,被广泛应用于电子封装行业。传统成形方法制备的SiCp/Al复合材料存在颗粒与基体润湿性差,颗粒在基体中分布不均匀且易发生界面反应等缺陷,对复合材料性能产生不利影响,难以进行工业化批量生产。本文采用直热法粉末触变成形工艺制备体积分数60%的SiC颗粒增强6061铝基(SiCp/6061Al)复合材料。主要研究内容有:通过扫描电镜和XRD等检测手段,观察复合材料界面结合状态,分析有无界面反应的发生;对SiC颗粒进行预处理,包括盐酸浸泡、高温氧化、酸洗球磨,研究SiC表面改性对颗粒形貌及表面性质的影响;将表面改性后的SiC颗制成SiCp/Al复合材料,对其微观组织、力学性能和热物理性能进行检测,确定最佳的预处理工艺;制备的原始态SiCp/6061Al复合材料进行固溶+时效热处理,考察时效时间对基体材料析出相的影响,并通过其性能检测,确定最佳热处理工艺。研究发现:(1)直热法粉末触变成形SiCp/6061Al复合材料,选择成形温度610℃,增强相颗粒在基体中分布较为均匀,SiC颗粒与铝基界面结合良好,复合材料中未检测出杂质相和新相,表明在成形过程中没有界面反应的发生,复合材料抗折强度达到187.45 MPa,布氏硬度130 HBW(2.5/187.5),热膨胀系数6.023′10-6K-1,热导率123 W/(m·K),综合性能优良。(2)SiC颗粒1100℃高温氧化6 h,在颗粒表面生成一层厚度约为1.1 um的Si O2薄膜,能有效改善颗粒表面形貌和化学性质,提高界面结合强度,制备出的SiCp/6061Al复合材料组织结构致密,其抗折强度195 MPa,布氏硬度139HB,密度2.76 g/cm3,热膨胀系数6.889×10-66 K-1,这些性能较原始态均有所提高,但热导率有所降低,约为116.96 W/(m·K)。(3)用10%HF溶液对SiC颗粒进行酸洗球磨处理,颗粒表面实现洁净、粗化,且随着球磨时间的延续,粒径减小,尖角钝化明显,颗粒变得圆润。经酸洗球磨10 h,制备的SiCp/6061Al复合材料,其力学性能较原始态和氧化态SiCp/6061Al复合材料均得到不同程度的提高。实验所得复合材料热膨胀系数实测值(7.938×10-66 K-1)与Turner(7.3×10-66 K-1)模型预测值接近;且热导率实验结果169.42 W/(m·K)与H·J模型预测值181.41 W/(m·K)较为接近,表明借助等价有效热导率,可通过H·J模型精准预测多相或多粒径颗粒增强铝基复合材料的导热性能。(4)SiCp/6061Al复合材料在570℃固溶1 h后经175℃保温15 h,从铝基体中析出大量的第二相,呈弥散分布,使复合材料力学性能显著提高。热处理对复合材料热膨胀性能影响较弱,变化趋势不明显;其热导率在时效10 h时达到最大值,为156 W/m·K,较未处理态提高了约26.8%。
其他文献
我国在“十二五”规划中就提出“制造业转型升级、提高产业核心竞争力”的战略目标,将改造提升制造业作为重点任务之一。河北省县域制造业产业集群是河北省制造业发展的主要
为了建设服务型政府,政府采用项目制形式向社会组织购买服务。但是社会组织存在服务专业性差及公信力低等能力不足的困境,导致社会组织不能承接政府购买服务或承接项目失败率
光催化降解技术作为一种高效且具有广谱适用性的前沿研究领域,本文重点阐述对半导体异质结光催化剂的深入探究。通过一些操作简易、低碳环保、环境友好的方法制备出新型目标
信息社会的快速发展对通信效率及信息处理速度提出更苛刻的要求,传统集成电路已达到发展瓶颈,高效低损耗的微纳光学器件或将替代集成电路成为下一代信息技术的核心。为适应多应用场景,可调制微纳光学器件已逐步成为该领域的研究热点。相变材料Ge_2Sb_2Te_5(GST)具有介电常数差异明显的晶态与非晶态两种结构,常作为介质层材料调控表面周期结构的振荡性质。然而传统的材料去除型加工方法,表面周期结构基元尺寸固
钴镍金属硫化物因具有较高的电化学活性,成为目前电化学领域的研究热点。本论文采用简单的水热法成功制备出了不同形态的钴镍金属硫化物电极材料;之后又制备了钴镍双金属硫化物(NCS)/还原氧化石墨烯(RGO)复合电极材料,对其电化学性能进行了深入的研究;最后使用L-半胱氨酸为硫源合成了钴镍双金属硫化物。通过XRD、SEM等测试手段对材料的组成和表面微观形貌进行分析,以及电化学的相关测试对钴镍金属硫化物进行
白鹤滩大坝位于我国强太阳辐射地区。施工现场实测气温数据表明:在强太阳辐射热的影响下,坝址处夏季白天河谷气温高;夜间气温相对较低,昼夜温差达10℃以上。这种由强太阳辐射热引起的较大昼夜温差,易使混凝土内部温度高于表面温度,导致混凝土表面形成一定的拉应力。由于早龄期混凝土的抗拉强度较低,易产生表面裂缝。据统计,工程中80%的裂缝出现在龄期3~15d。因此,准确掌握太阳辐射热作用下的浇筑仓表层混凝土温度
在“健康中国”大背景下,我国大力倡导健康管理理念,推行健康管理相关政策。人口老龄化的现实使政府和社会越来越多的关注到老年人的健康问题。社区是老年人服务的基本单位,
【案例背景】目前在英语PEP教材内容中的语音环节较之以往有了较大的改变和优化,其中Let’s spell知识板块作为新增加项不仅能够满足学生的发展需求和实际学习情况,还能增强
会议
利用移动智能监护平台获取脉搏信号的过程容易受到多种因素的干扰,导致采集的脉搏信号质量不高,影响其在健康监护管理中的应用。针对此问题,本文从分析脉搏信号采集中干扰产
车辆的制动系统直接影响其自身的安全性,这也就使得车辆制动系统成为人们评价一辆汽车性能的主要参数之一。制动系统中双循环圆液力缓速器作为实现辅助刹车的一种方式,正以高