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固溶时效对高体积比SiC_p6013Al复合材料导热性能及强度的影响

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-09-08  浏览次数:10 选择视力保护色:

[摘要]中华不锈钢网重大消息:(UWC/Cu复合材料烧结后的复压、轧制及热挤压、冷拔等工艺均可显著改善WC颗粒的团聚现象。  经复压、轧制

中华不锈钢网重大消息:(UWC/Cu复合材料烧结后的复压、轧制及热挤压、冷拔等工艺均可显著改善WC颗粒的团聚现象。

  经复压、轧制和热挤压,WC/Cu复合材料烧结体中基体与颗粒间的界面结合强度增加,它是影响复合材料整体强度的关键因素,故热挤压态材料的拉伸断裂强度最高。

  烧结WC/Cu复合材料的断口呈典型的脆性断裂特征,烧结体经复压、乳制和冷等静压一热挤压后的断口,包含颗粒的孔穴尺寸大大减小,基体韧窝逐渐增多,复合材料呈韧性断裂特征。
固溶时效对高体积比SiGpMOBAl复合材料导热性能及强度的影响SQ,/A1复合材料由于其比强度高、比刚度高、耐磨性好、耐疲劳、高弹性模量等优异的性能和各向同性、能二次加工以及制造成本低等特点,可广泛应用于航空航天、军事武器汽车、电子、体育器材等领域世界各国对这种材料的开发应用进行了广泛的研究,取得了显著的成绩。但由于该材料断裂韧性较低,在用作结构材料时还有一定的局限性。故近年来,人们开始把目光转向高体积比SiG /A1复合材料,探索其作为功能材料在电子封装、光学仪器等领域的应用>6与低体积比SG/A1复合材料相比,其突出的优点是热膨胀系数小,可达到其它常用电子材料的水平,而且导热性能好,甚至超过了纯铝的导热能力,尺寸稳定性更好,这为其在电子封装光学仪器等领域的应用提供了前提本研究对反应熔渗法,热处理过程中的固溶与析出会降低铝合表1不同粒度的SiC>颗粒700°C、三次熔渗的样品固溶处理前后的导热系数入sc粒度Pm SC含量/固溶前固溶后固溶后固溶温度为595°C.金的导热性能,但总体上来说,改变幅度并不大;制备过程中SiC>的晶型也没有改变所以,对于本研究中SiC>/Al复合材料,T6处理后导热性能的改善是SG./A1界面状况改变的结果。从热处理前后样品的金相显微组织(见)发现,热处理后的材料界面比较干净,而未热处理的样品界面有粗大的结晶相。在热处理过程中,界面处的结晶相均溶于基体,时效过程中弥散质点的析出不会在界面聚集,从而使SQ./A1的界面层变得很干净,减少了有害的反应产物对热流的阻碍,从而提高了复合材料整体的导热性能当固溶温度提高至595C后,三个样品的导热性能都下降很大这是因为SC颗粒与铝之间的反应4人+33=人14+3汾在超过5501后就会发生,生成了大量的反应产物,弱化了界面的传热性能(见c)所以,为了保证复合材料的高导热性,热处理温度不能太高25,umSiG>/Al复合材料热处理对复合材料的导热性能是有利的,导热系数最高可达210W/m°K,接近铝基体的导热性能2.2热处理对SiCP/Al复合材料抗弯强度的影响表2和表3分别是不同SiCp粒度和不同反应程度的SCP/A1复合材料在T6热处理前后的抗弯强度比较表2不同SiG>粒度的SG./A1复合材料热处理前后的抗弯强度比较SiGp尺寸券m T6处理后/MPa强度增幅/%表示以此粒度为主体,按拓扑密排理论配比表3不同反应程度的45MmSG>/A1复合材料热处理前后的抗弯强度比较界面调控T6处理后/MPa强度增幅/%单次熔渗三次熔渗力口高温熔渗高温熔渗温度为1050C,其余样品熔渗温度均为由表2表3可知,热处理后的复合材料抗弯强度均大幅提高从25mSiC>颗粒增强的复合材料热处理前后的断口扫描电镜照片可看出,热处理后的样品断口处有明显的基体存在。而在未热处理的样品断口上绝大部分是灰色的解理断裂这是因为热处理前基体很软,在应力作用下先发生大的塑性变形,于是在SiG颗粒上产生很大的多向应力,SiG颗粒在此复杂的多向应力状态下很快破碎。发生大塑性变形的基体在断口上呈暗色而固溶时效后,基体的强度显著提高。硬性基体在外力作用下变形小,SiG颗粒的受力情况单一,所以倾向于沿同一方向解理断裂由于基体变形小,绝大部分是拉断的,所以断口上呈现出亮色的基体拉断痕迹由表2和表3可得,固溶时效处理后复合材料强度的增幅基本相当。三次熔渗的样品增幅约为30%,而单次熔渗和采用其它界面调控措施的样品增幅都在20%左右,唯有粒度配比样品的强度对热处理不敏感。粒度配比是在假设SC颗粒为大小一致的球形的前提下,按照晶体学的拓扑密排理论构造了SiC颗粒粒度配比理想模型,其中各种SQ,颗粒粒径的质量比为Md:M0.414d:M0.025d=1:0.071:Q023(d为主体SiC颗粒尺寸)在粒度配比样品中,细颗粒的加入分担了大颗粒上的应力,应力集中相对较弱而热处理的主要作用是强化基体,改变SiC颗粒所受的应力状态所以,对于粒度配比的样品而言,热处理对强度的贡献不明显3结论通过适当的热处理工艺,可以溶解复合材料界面处粗大的结晶相,提高界面的传热性能,从而提高复合材料的导热系数。在495时效10h,200Mm高体积比SiCf/Al复合材料的导热系数可达210W/m.K固溶时效处理后强化了铝合金基体,改变了SiC>颗粒所受的应力状态,大幅度提高了高体积比SiC>/Al复合材料的强度,对于25Mm高体积比S/A1复合材料,其抗弯强度可达519MPa 中华不锈钢网重大消息

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