原位zrb2al-25si铝基复合材料的制备工艺优化研究.doc

原位ZrB2/Al-25Si铝基复合材料的制备工艺优化研究
The Optimization of preparation process of in-situ ZrB2/Al-25Si composites

1.28万字 32页 原创作品，已通过查重系统

摘 要
现代科技的发展和工业技术的进步，对材料的性能要求也越来越高，特别是随着能源和环保问题日益受到世界各国强烈关注，轻质、高性能、低成本铝基复合材料己成为材料科学与技术的重要发展方向。高硅铝基复合材料具有高的比强度、比刚度、密度低、热导率高、优良的高温力学性能、低的热膨胀系数以及良好的耐磨性等优点在航空航天、汽车、电子、光学、体育等领域具有很广阔的应用前景。
本文以高硅铝合金Al-25Si为基体合金，以K2ZrF6和KBF4为反应物，采用熔体原位反应法，制备了低热膨胀系数原位ZrB2增强Al-25Si基复合材料复合材料。利用金相显微镜、扫描电镜等多种现代分析手段，研究了复合材料的物相组成、显微组织、颗粒增强体形貌分布及热膨胀系数，分析了它们的内在本质和作用机制，并对其原位反应过程做了简要分析。
在相同反应物K2ZrF6和KBF4加入量的条件下，随反应时间的增加，反应生成物ZrB2的量逐渐增加；在相同反应时间的情况下，随反应物K2ZrF6和KBF4加入量的增加，反应生成物ZrB2的量逐渐增加。
复合材料的微结构研究结果表明，当K2ZrF6和KBF4加入量为5%时，反应所生成的ZrB2的形态并没有随时间有太大的改变，并且生成物大多以不规则形态分布。随着反应时间的增加，反应生成的ZrB2的数量明显增多，并且分布表现为聚集态即ZrB2颗粒有团簇。
反应物加入量增加到20%时，所得的ZrB2的量均会显著增加。随反应时间的增加，ZrB2的量显著增加，并且颗粒分布也有越来越均匀的趋势。并且，结合低分倍率的图像可以发现，没有发现棒状Al-Zr相，说明该合成工艺能有效抑制Al-Zr中间相的生成。

关键词： 高硅铝合金Al-25Si；原位反应；ZrB2；扫描电镜