原位合成SiC对铝基复合材料微观组织和力学性能的影响

卢博^1,2，朱建锋^1,2，方媛^1,2，赵旭^1,2，汪加欢^1,2，贺鹏^1,2

1. 陕西科技大学材料科学与工程学院2. 陕西科技大学陕西省无机材料绿色制备与功能化重点实验室

摘 要：以铝粉、硅粉、石墨粉为原料,通过冷压真空烧结原位合成了含不同质量分数SiC颗粒的SiC/Al-18Si复合材料。利用X射线衍射仪,扫描电子显微镜和能谱分析仪等设备手段表征了铝基复合材料的相组成和微观结构,研究了原位合成SiC对复合材料微观结构、抗弯强度和显微硬度的影响,分析了复合材料力学性能的变化规律。结果表明:复合材料的基体相为Al相,第二相为Si相和SiC相;原位合成的SiC颗粒弥散细小的分布在Al基体中,其颗粒尺寸主要分布在0.2～2.8μm,具有亚微米、微米级的多尺度特性;随着SiC质量分数的不断增加,复合材料的显微硬度增大,同时颗粒的平均尺寸仅由0.81μm增大到1.13μm,但仍均匀分布,正是这种尺寸稳定性,使得SiC/Al-18Si复合材料硬度远大于Al-18Si;当SiC质量分数为30%时,材料的显微硬度最高,达到HV 134,相较于Al-18Si提高了88%。

关键词：原位合成;SiC颗粒;铝基复合材料;微观组织;力学性能;