通过高压固化制造的SiC/Al-40Si复合材料的微观结构演变和机械性能
Rong Zhang1,2, Chunming Zou2, Zunjie Wei2
1School of Materials Science and Engineering, Fujian University of Technology, Fuzhou 350118, China.
Materials (Basel, Switzerland)
|June 28, 2023
概括
高压精炼碳化/- (SiC/Al-40Si) 复合材料,显著提高它们的曲强度. 与基础合金相比,在3GPa下制备的复合材料的强度增加了66%.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 金工业是金工业的一个方面.
- 高压科学科学 高压科学
背景情况:
- 由于其理想的性能,- (Al-Si) 合金被广泛用于各种行业.
- 提高Al-Si合金的机械性能,特别是通过使用碳化 (SiC) 等材料进行强化,具有显著的兴趣.
- 了解加工参数 (如压力) 对合金微观结构和性能的影响,对于材料开发至关重要.
研究的目的:
- 研究高压对SiC/Al-40Si复合材料微观结构和机械性能的影响.
- 为了确定精炼初级相和提高复合材料性能的最佳压力条件.
- 为了评估在高压下制造的SiC/Al-40Si复合材料的曲强度的改善.
主要方法:
- 在不同压力下 (1 atm到3 GPa) 制备SiC/Al-40Si复合材料和Al-40Si合金.
- 微结构分析,观察初级相的精炼.
- 机械测试,特别是曲强度测量,以量化复合材料的性能.
- 在固体 - 液体界面上分析点组成,溶解物扩散和溶解物度.
主要成果:
- 压力从1 atm增加到3 GPa导致Al-40Si合金中初级相的精炼.
- 较高的压力导致了点组成的变化和溶液扩散系数的指数性下降.
- 在固体-液体界面的低溶液度抑制了初级的分层生长.
- 在3GPa下制备的SiC/Al-40Si复合物表现出334MPa的曲强度,比同等压力下加工的Al-40Si合金提高66%.
结论:
- 高压加工是精炼SiC/Al-40Si复合材料微结构的有效方法.
- 在高压下观察到的微观结构细化直接导致增强的机械性能,特别是曲强度.
- 该研究表明,高压技术在开发具有卓越性能特性的先进SiC/Al-40Si复合材料方面具有重大潜力.
