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Al-K2ZrF6体系熔体反应法合成复合材料的微观组织和力学性能
  • ISSN号:1002-185X
  • 期刊名称:《稀有金属材料与工程》
  • 时间:0
  • 分类:TG146.4[金属学及工艺—金属材料;一般工业技术—材料科学与工程;金属学及工艺—金属学]
  • 作者机构:[1]江苏大学,江苏镇江212013
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(50471050);江苏省高技术研究项目(BG2005026);高校高技术产业化发展项目(JH02-039);铝基复合材料工程技术研究中心研发基金项目(BM2003014)
中文摘要:

开发了Al-K2ZrF6体系熔体反应法合成原位铝基复合材料,采用XRD,SEM和TEM分析了复合材料中相组成、微观组织和界面结构。实验结果表明:合成的增强相为Al3Zr颗粒,常规金属型铸造的复合材料中其尺寸在3μm~4μm左右,一般成聚集态分布,颗粒形貌基本为长方体状:该复合材料经重熔快淬成形后,颗粒尺寸减小,基本为粒状,并弥散分布于基体上。Al3Zr/Al复合材料的界面结构研究表明,Al3Zr颗粒与Al存在一定的晶体学位向关系:[^-2^-21]Al3Zr∥[100]Al,(012)Al3Zr∥(1^-10)Al,其点阵错位度仅为10.87%,这表明Al3Zr颗粒可作为基体Al相的形核衬底。Al3Zr/Al复合材料的力学性能测试显示,当Al3Zr颗粒体积分数为11.2%时,抗拉强度和屈服强度分别为148.7MPa和110.2MPa,而且Al3Zr/Al复合材料的抗拉强度和屈服强度均随颗粒体积分数增加显著提高。

英文摘要:

A novel in-situ particulate reinforced aluminum matrix composite has been successfully developed by direct melt reaction (DMR) technique in the Al-K2ZrF6 system. Phase composition, morphology and interface microstructure in the composite were investigated by scanning electron microscope (SEM), X-ray diffraction (XRD), and transmission electron microscopy (TEM). The experimental results indicate that the reinforcement phase synthesized in the Al-K2ZrF6 system is Al3Zr particle. The size of Al3Zr particle is about 3 μm-4 μm. The micro-morphology of Al3Zr particle is mainly in the shape of rectangle under the condition of conventional permanent mould casting. But, after the same composite is re-molten and formed by rapid solidification, the size of Al3Zr is reduced significantly and well-distributed in aluminum matrix in the shape of polyhedron. The interfacial structure of Al3Zr/Al was analyzed by transmission electron microscopy (TEM). The result shows that there is a crystallographic orientation relationship of [^-2^-21]Al3Zr∥[100]Al and (012)Al3Zr∥(1^-10)Al. Therefore, it may be concluded that the matrix Al phase can nucleate on the substrate Al3Zr particles with a small lattice mismatch 10.87%. The tensile strength and yield strength of Al3Zr/Al composites are σb= 148.7 MPa and σy=110.2 MPa, respectively, when the particle volume fraction is 11.2%. Furthermore, the tensile strength and yield strength of Al3Zr/Al composites are both improved with the increasing of Al3Zr particulate volume fraction.

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期刊信息
  • 《稀有金属材料与工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国有色金属学会 中国材料研究学会 西北有色金属研究院
  • 主编:张平祥
  • 地址:西安市51号信箱
  • 邮编:710016
  • 邮箱:RMME@c-nin.com
  • 电话:029-86231117
  • 国际标准刊号:ISSN:1002-185X
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1154/TG
  • 邮发代号:52-172
  • 获奖情况:
  • 首届国家期刊奖,中国优秀期刊一等奖,中国有色金属工业优秀期刊1等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24715