Page 39 - 理化检验-物理分册2021年第八期
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晏 萌, 等: 梯度 SiC P Al复合材料的组织与性能
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角分明状的深色区域为 SiC 颗粒。图 2b ) 和 c ) 中 密, 无杂质、 气孔等缺陷, 细小的 SiC 颗粒充分填充
SiC 颗粒分布均匀且致密, 无明显缺陷, Ⅲ 层较 Ⅱ 层 到粗大颗粒的间隙中, 无颗粒团聚现象。
SiC 含量明显增多。图 2d ) 中 SiC 颗粒分布均匀致
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图 2 梯度 SiC P Al复合材料各层的显微组织形貌
Fi g 2 Microstructuremor p holo gy ofeachla y erofthe g radientSiC P Alcom p osites
a la y erⅠ b la y erⅡ c la y erⅢ d la y erⅣ
图 3 为梯度 SiC P Al复合材料各层分界面附近 有孔洞、 裂纹; SiC 颗粒在层内分布均匀, SiC 颗粒固
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的显微组织形貌, 各层间的分界面位置如图中虚线 定在原位, 没有上浮和下沉的现象。从图 3 中可以
所示。由图 3 可知, 梯度 SiC P Al复合材料各层分 清晰的看出, 梯度 SiC P Al复合材料自顶层到底层
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界面清晰、 平直, 界面结合良好; 铝合金致密分布, 没 SiC 含量逐步增大, 呈现出一种梯度。
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图 3 梯度 SiC P Al复合材料各层界面附近显微组织形貌
Fi g 3 Microstructuremor p holo gyneartheinterfaceofthe g radientSiC P Alcom p osites
a interfacebetweenla y erⅠ andⅡ b interfacebetweenla y erⅡ andⅢ c interfacebetweenla y erⅢ andⅣ
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2.2 梯度 SiC P Al复合材料热的膨胀系数 因为温度升高, 原子非简谐振动加剧, 导致热膨胀系
图 4 中, 4 条实线分别为梯度 SiC P Al复合材 数增大。由图 4 还可知, 100 ℃ 下顶层材料的热膨
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-6 -1 , 底层复合材料的热膨胀
料各层的 CTE , 两条虚线分别为单层 Al-7Si+20% 胀系数为 21.0×10 ℃
W20SiC 和 单 层 Al-7Si+30% W20SiC 材 料 的 系数为 8.0×10 ℃ -1 , 两者相差 13.0×10 ℃ -1 ,
-6
-6
CTE 。由图 4 可知, 梯度 SiC P Al复合材料各层的 如果直接将顶层与底层相结合, 两者的热膨胀系数
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热膨胀系数在100~400℃ 随温度升高而上升, 这是 相差较大, 材料内部热应力太大, 烧结与加工过程
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