热压法制备高含量B₄C/铝基复合材料的显微结构与力学性能

张鹏^1,2，张哲维¹，李宇力¹，王文先¹，王保东³

1. 太原理工大学材料科学与工程学院2. 太原理工大学物理与光电工程学院3. 山西中通高技术有限责任公司

摘 要：采用低温真空热压法制备B4C质量分数为30%、平均粒度为23μm的B4C/Al基复合材料,热压温度控制在基体6061Al合金的固液相线之间。对B4C/Al复合材料进行显微结构分析和力学性能检测,结果表明:B4C/Al复合材料内无大尺寸的显微缺陷,组织分布较均匀、致密,界面结合较好;B4C/Al基复合材料的硬度比基体6061铝合金提高34.9%,断裂韧性是B4C增强颗粒断裂韧性的5.16倍,屈服强度比基体提高198.3%。利用Ramakrishnan提出的金属基复合材料屈服强度的分析模型,对30%B4C/Al复合材料的屈服强度进行计算,计算结果与实验结果基本符合。分析表明微米级B4C颗粒对6061Al合金的增强机制主要为载荷增强和位错增强。

关键词：B4C/Al复合材料;真空热压;界面;力学性能;增强机制;