超细YAl2颗粒增强Mg-Li基复合材料的制备及组织性能研究

admin · 发表于 2023-10-11 21:55:20

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设计开发新型超细颗粒（0.1~3µm）增强金属基复合材料，突破原有的强韧化模式，对实现复合材料性能大幅度提升具有重要意义，但超细颗粒的加入带来了严重的颗粒团聚题目，恶化了复合材料的性能。本文提出了一种先利用球磨混粉法制备超细复合颗粒，改善复合颗粒中增强体颗粒的界面状态，进而通过搅拌铸造法制备超细颗粒增强金属基复合材料的新工艺，以期彻底改善复合材料中增强体颗粒的团聚题目。研究了超细YAl2/Mg复合颗粒的制备过程中球磨对混合颗粒复合化的影响，分析了复合材料中超细颗粒/基体界面的特性，探讨了超细颗粒的尺寸、表面状态对复合材料组织、性能的影响规律。在混合球磨对YAl2颗粒形貌及表面改性影响方面，探讨了球料比、球磨转速、球磨时间对YAl2及YAl2/Mg颗粒组织形貌、粒度的影响，分析了其对YAl2颗粒在YAl2/Mg颗粒中分散性的影响，给出了优化后的超细YAl2/Mg复合颗粒球磨制备工艺，并对YAl2/Mg复合颗粒的界面进行分析。结果表明，混合球磨YAl2/Mg可提高YAl2颗粒在混合颗粒中的分散均匀性。YAl2/Mg颗粒混合球磨20h后，YAl2颗粒在混合颗粒中弥散分布，颗粒粒径在0.1~4.5µm之间，YAl2颗粒表面被单质Mg包覆并隔离开，YAl2/Mg复合颗粒界面为直接结合型，未发现界面反应。在氩气保护条件下，采用搅拌铸造法制备了超细5Vol%YAl2p/Mg-Li基复合材料。研究了复合材料的组织及界面特征，探讨了混合球磨对改善超细YAl2颗粒在基体中分散性的作用，测试了复合材料的拉伸性能及硬度，研究了增强体颗粒粒径及其在基体中分布状况对复合材料晶粒细化的影响。结果表明，超细YAl2颗粒在基体中分布均匀，没有发现明显的颗粒团聚及晶界偏聚现象，YAl2颗粒与基体之间界面结合良好。超细5Vol%YAl2p/Mg-Li基复合材料的组织较基体合金细化明显。复合材料的抗拉强度、弹性模量分别比基体合金提高了84%、135%，塑性保持在7%左右。

超细YAl2颗粒增强Mg-Li基复合材料的制备及组织性能研究

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