【摘 要】
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本文采用造孔剂法和凝胶注模成型法制备了两种类型的SiC陶瓷预制体,研究了阻生材料的特性和作用机理,制备了预制体增强的SiC/Al2O3/Al复合材料;利用金相显微镜、SEM、XRD等分
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本文采用造孔剂法和凝胶注模成型法制备了两种类型的SiC陶瓷预制体,研究了阻生材料的特性和作用机理,制备了预制体增强的SiC/Al2O3/Al复合材料;利用金相显微镜、SEM、XRD等分析手段系统研究了预制体和复合材料的显微组织,对预制体、阻生材料及SiC/Al2O3/Al复合材料的性能进行了测定。实验结果表明:SiC预制体内部孔隙率和孔径分布可通过调整制备方法、成孔剂和助烧剂添加量以及SiC粒度控制。凝胶注模成型法与造孔剂法相比,制备的预制体生坯强度较高,可达23MPa;造孔剂含量均为20wt%时,凝胶注模法制备的预制体气孔率为60.64%,高于造孔剂法制备的预制体气孔率54.62%。SiC/Al2O3/Al复合材料的微观组织由SiC陶瓷相、三维连通的α-Al2O3基体和残留Al-Si相组成。通过改变预制体的制备方法及其SiC颗粒粒度、SiC质量分数和气孔率,可以调控复合材料微观组织内各组成相的体积分数,改善微观组织分布均匀程度和复合材料抗弯性能和耐磨性。阻生材料气孔率可控,自身反应较少,抗压强度均小于1MPa;阻生材料与预制体之间呈物理机械结合,与铝合金液的氧化反应产物以及复合材料之间相互粘结,不发生化学反应;阻生材料4Al2O3:CaSO4、Al2O3:6CaSO4和SiO2:6CaSO4的气孔率分别为41.08%、67.50%和63.00%,配合作为小气孔率和大气孔率阻生材料涂覆在预制体表面,制备出了形状规整的复合材料。阻生材料抑制SiC/Al2O3/Al复合材料过生长是通过限制过生长所需要的生长空间,以及阻生材料与铝合金熔液不润湿和不反应实现。
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