以不同孔隙率(17%, 23%, 28%, 34%)RSiC陶瓷为基体, 以ZL102铝合金为第二相, 采用真空压力熔渗法制备了Al/RSiC复合材料, 研究了RSiC陶瓷孔隙率对该复合材料性能的影响。结果表明: Al/RSiC复合材料具有双连续三维互穿网络结构, 陶瓷相和金属相在三维空间连续分布; 当RSiC陶瓷孔隙率由34%下降到17%时, 复合材料的抗弯强度先略有升高后下降, 当陶瓷孔隙率为28%时达到最大, 为181 MPa; 复合材料的热膨胀系数随着陶瓷孔隙率的减小而降低, 且低于理论计算值, RSiC陶瓷的三维网络结构对复合材料的热膨胀性能起决定性作用。
所属栏目
新材料 新工艺国家自然科学基金资助项目(51372078; 51302076); 中国博士后科学基金资助项目(2013M531783)
收稿日期
2015/4/72016/7/4
作者单位
林 晶:湖南大学材料科学与工程学院, 长沙 410082
肖汉宁:湖南大学材料科学与工程学院, 长沙 410082
高朋召:湖南大学材料科学与工程学院, 长沙 410082
郭文明:湖南大学材料科学与工程学院, 长沙 410082
备注
林晶(1988-), 女, 河南商丘人, 硕士研究生。
引用该论文:
LIN Jing,XIAO Han-ning,GAO Peng-zhao,GUO Wen-ming.Preparation and Property of Al/RSiC Composites with Three Dimensional Interpenetrating Network Structure[J].Materials for mechancial engineering,2016,40(10):38~41
林 晶,肖汉宁,高朋召,郭文明.三维互穿网络结构Al/RSiC复合材料的制备及性能[J].机械工程材料,2016,40(10):38~41
参考文献
【1】
ZHANG Q, SUN D, WU G H. Recent achievements in research for electronic packaging substrate materials[J]. J Mater Sci Technol, 2000, 8(4): 66-72.
【2】
赵龙志, 曹小明, 胡宛平, 等.新型复式连通SiC/390Al复合材料的制备和性能[J].材料研究学报, 2005, 19(5): 485-491.
【3】
李飞舟.多孔预制体对SiC/Al复合材料孔隙率的影响[J].机械工程材料, 2008,32(3): 32-34.
【4】
DAEHN G S, BRESLIA M C. Co-continuous compoaite materials for friction and braking applications[J]. Journal of the Minerals,Metals and Materials Society, 2006, 58(11): 87-92.
【5】
XING H, CAO X, HU W, et al. Interfacial reactions in 3D-SiC network reinforced Cu-matrix composites prepared by squeeze casting[J]. Materials Letters, 2005, 59(12): 1563-1566.
【6】
HUANG D, CHEN W P, ZHANG S Y, et al. Dry friction and wear performance of SiC 3D continuous ceramic frame reinforced 7075 Al alloy[J]. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2010, 20(1): 54-58.
【7】
屠志兰, 花国然, 戈晓岚.SiCp粒径及含量对铝基复合材料拉伸性能和断裂机制的影响[J].机械工程材料, 2008,32(2): 27-30.
【8】
CHEN J, HAO C, ZHANG J. Fabrication of 3D-SiC network reinforced aluminum–matrix composites by pressureless infiltration[J]. Materials Letters, 2006, 60(20): 2489-2492.
【9】
AGRAWAL P, CONLON K, BOWMAN K J, et al. Thermal residual stresses in co-continuous composites[J]. Acta Materialia, 2003, 51(4): 1143-1156.
【10】
ZHAO L Z, ZHAO M J, CAO X M, et al. Thermal expansion of a novel hybrid SiC foam-SiC particles-Al composites[J]. Composites Science and Technology, 2007, 67(15): 3404-3408.
【11】
LI S, XIONG D, LIU M, et al. Thermophysical properties of SiC/Al composites with three dimensional interpenetrating network structure[J]. Ceramics International, 2014, 40(5): 7539-7544.
【12】
GUO W, XIAO H, XIE W, et al. A new design for preparation of high performance recrystallized silicon carbide[J]. Ceramics International, 2012, 38(3): 2475-2481.
【13】
赵志龙, 曹小明, 胡宛平, 等.骨架表面改性对SiC/Al复合材料性能的影响[J].材料研究学报, 2005, 19(5): 512-518.
【14】
SHEN Y L. Thermal expansion of metal-ceramic composites: a three-dimensional analysis[J]. Materials Science and Engineering A, 1998, 252(2): 269-275.