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Al_3Ti_p/Mg复合材料的制备与性能研究

杨冠男

  镁基复合材料具有密度小和比强度、比刚度高,以及良好的阻尼减振性能、耐磨性能等优点而成为复合材料领域研究的热点之一。本文采用了粉末冶金外加法和原位合成法两种方法分别制备了Al3Tip/Mg复合材料,研究了复合材料的组织结构、力学性能和干滑动摩擦磨损性能。 研究结果表明,将Al、Ti粉按原子比3:1配比球磨混粉后,在750℃保温2h烧结,可制备比较纯净的Al3Ti粉末;将Al3Ti、Mg粉按一定的比例配比混粉,通过500MPa压制成型,在550℃保温烧结2h,可以制备出颗粒分布均匀,颗粒尺寸为5-20μm的Al3Tip/Mg复合材料;将Mg、Al、Ti粉按照一定比例配比,通过500MPa压制成型,在700℃保温烧结2h,可通过原位合成法制备Al3Tip/Mg复合材料,Al3Ti颗粒大小约为1-5μm,分布均匀。 研究结果表明,复合材料的硬度和压缩强度随着Al3Ti含量的增加而显著提高;原位合成法对复合材料的强度的提高具有明显优势,其中硬度约为纯镁的2-2.5倍,抗压强度约为纯镁的1.5-2倍。在原位合成法中,添加过量5%Al、过量5%Al+1%Zn、1%稀土氧化物,可使Al3Ti颗粒变得更细小,有效减少材料的缩松缩孔和Al3Ti颗粒团聚现象,使复合材料的硬度和抗压强度明显改善。其中添加过量5%Al+1%Zn的复合材料的硬度最好,1%稀土氧化物的复合材料的抗压强度最好。 原位合成法与外加法制备的复合材料的具有较好的耐磨性能,其耐磨性能分别在Al3Ti含量为20%、30%时达到最佳,磨损机制主要以磨粒磨损为主。 复合材料在400℃进行热压,可大量消除粉末冶金材料中的缩松缩孔,提高复合材料的致密度,使抗弯强度明显提高。抗弯强度约为纯镁的1.5-2倍,并且随着Al3Ti含量的增加而提高。……   
[关键词]:Al_3Ti_p/Mg复合材料;原位合成;粉末冶金;力学性能;摩擦磨损
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:暨南大学2010年