真空浸滲法制備復合材料的實驗
由于鎂鋰基合金非?;顫?,為了防止合金在熔煉時發生氧化燒損,在一上部密封的金屬坩堝中進行合金熔煉,并在坩堝上部連續吹入高純氬氣進行保護。采用真空浸滲法制備復合材料。增強體采用日本東海碳素公司生產的B型SiC晶須。先,利用真空吸濾法制備SiC晶須的預制件,其SiC晶須的體積含量為13%;然后,將SiC晶須預制件及MgL-iAl合金料裝入特制的模具中,放入真空浸滲爐中加熱。當合金熔化后,在740~760e范圍內,以8MPa的高純氬氣將合金液壓入SiC晶須預制件中,得到SiCw/MgLiAl復合材料。
利用JSM-6400型掃描電鏡觀察復合材料的組織,用H-800型透射電鏡及H-9000型高分辨電鏡觀察復合材料的界面結構。用于透射電鏡及高分辨電鏡觀察的樣品采用離子減薄法。
SiC晶須與基體合金間的界面非常光滑,沒有任何反應物。利用高分辨電鏡對復合材料界面進行觀察發現,SiC晶須與基體合金界面結合良好,沒有任何反應物。說明盡管SiC晶須與基體合金元素在熱力學上發生反應是可能的,但由于反應驅動力不大或反應速度較緩慢的緣故,因而在本實驗條件下沒有發生界面反應。此外,從圖3中還可以發現,在靠近界面的基體合金中出現了原子排列紊亂過渡區。這是由于SiC晶須與基體合金的熱膨脹系數不同所致。其中SiC晶須的熱膨脹系數為4.18x10-6,而MgLi8Al1合金的熱膨脹系數經測定為3.03x10-5,可見基體合金的熱膨脹系數比SiC晶須明顯偏大。因此,復合材料在冷卻過程中,在基體合金與SiC晶須的界面處產生很大的內應力,使靠近界面處的基體合金原子排列出現紊亂過渡區。界面附近原子排列紊亂過渡區的出現進一步表明,該復合材料界面結合良好。
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利用JSM-6400型掃描電鏡觀察復合材料的組織,用H-800型透射電鏡及H-9000型高分辨電鏡觀察復合材料的界面結構。用于透射電鏡及高分辨電鏡觀察的樣品采用離子減薄法。
SiC晶須與基體合金間的界面非常光滑,沒有任何反應物。利用高分辨電鏡對復合材料界面進行觀察發現,SiC晶須與基體合金界面結合良好,沒有任何反應物。說明盡管SiC晶須與基體合金元素在熱力學上發生反應是可能的,但由于反應驅動力不大或反應速度較緩慢的緣故,因而在本實驗條件下沒有發生界面反應。此外,從圖3中還可以發現,在靠近界面的基體合金中出現了原子排列紊亂過渡區。這是由于SiC晶須與基體合金的熱膨脹系數不同所致。其中SiC晶須的熱膨脹系數為4.18x10-6,而MgLi8Al1合金的熱膨脹系數經測定為3.03x10-5,可見基體合金的熱膨脹系數比SiC晶須明顯偏大。因此,復合材料在冷卻過程中,在基體合金與SiC晶須的界面處產生很大的內應力,使靠近界面處的基體合金原子排列出現紊亂過渡區。界面附近原子排列紊亂過渡區的出現進一步表明,該復合材料界面結合良好。
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