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铝基碳化硅(SiCp/Al)功能梯度复合材料具有高比刚度,耐磨性,制备工艺简单,成本低,性能和功能具有很好的设计性等优点。因此在航空航天,医学器材,机械耐磨部件等很多领域都有着研究和应用背景,本文在总结传统制备工艺的基础上,改进了粉末冶金法,采用了冷等静压和热烧结相结合,制备了增强颗粒尺寸为6、9、11μm的SiCp/Al 功能梯度复合材料,并分别对其密度、微观结构、冲击韧性、硬度和压缩性能进行了研究。主要研究结论如下:
1、用冷等静压和热烧结相合的粉末冶金法制备出了性能良好,增强体尺寸分别为6、9、11μm的SiCp/Al FGM。此方法的优点在于制备工艺简单,设备要求条件易于实现,成本低,适合批量生产。
2、通过冷等静压和无压烧结结合制备的SiCp/Al FGM 具有坯料均匀,致密性良好,不同的梯度层之间没有出现断层现象,具有良好的结合特性。
3、本论文制备了不同尺寸增强颗粒的SiCp/Al FGM,并且通过所得到的SEM 实验图观察到基体与增强体紧密结合,没有出现大量的孔洞和裂纹。因此本实验采用的温度和实验工艺是可行的。
4、对不同尺寸增强颗粒的SiCp/Al FGM的冲击性能的实验测试表明:在Al基中加入SiC后,冲击韧性得到了明显的提高。
5、对不同尺寸增强颗粒的SiCp/Al FGM的硬度和压缩性能进行了研究,实验结果表明:
在Al基中通过对SiC含量呈梯度设计,硬度得到了明显的提升。在对SiCp/Al FGM 进行压缩实验时发现 6μm的SiCp/Al FGM的压缩屈服强度最好。
6、本文主要采用ANSYS 软件来对试样进行动态冲击模拟,并且在原有的基础上对试样压缩进行模拟,通过比较对梯度复合材料的性能进一步进行探讨。