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镍包覆碳化硅颗粒增强Al2519复合材料的制备和性能研究

2019-07-15王日初彭超群董翠鸽

铝加工 2019年3期
关键词:复合材料

崔 蕊,王日初,彭超群,董翠鸽

(中南大学材料科学与工程学院,长沙410083)

0 前言

2519铝合金具有优良的力学性能,SiC颗粒是理想的结构材料,SiC增强铝基复合材料将SiC和铝结合,可以发挥二者最大的优异性能,具有较高的强度、硬度、模量、优良的耐磨性、耐腐蚀性和良好的耐高温性能,广泛应用于航空航天军事、汽车工业和电子等领域[1]。但在高温下SiC与Al易发生反应,生成脆性界面产物Al4C3,降低复合材料的力学性能。且SiC以共价键结合,Al以金属键结合。SiC与Al的润湿角为150°,润湿性很差,导致SiC增强铝基复合材料存在很多微孔,致密度低,限制了复合材料的应用[2]。

本文采用粉末冶金法制备SiCp增强Al2519复合材料,烧结温度相对较低,可避免脆性相Al4C3的产生。根据文献[3]可知,Ni与SiC润湿角为12.2°,两者之间有较好的润湿性,同时Ni与Al能发生反应,生成稳定性较好的金属间化合物Al3Ni。因此本文采用化学镀方法在SiC颗粒表面均匀镀覆一层镍镀层,利用Ni与Al之间良好的润湿性,提高SiCp增强Al2519复合材料的力学性能。采用真空热压烧结出不同体积分数的镀镍SiCp增强铝基复合材料(Ni-SiCp/Al2519)和未镀覆SiCp增强铝基复合材料(SiCp/Al2519),对复合材料进行热挤压和热处理,研究镍镀层对SiCp表面形貌、SiCp在铝基体中的分散性和SiCp增强铝基复合材料力学性能的影响。

1 实验

1.1 原料

实验采用的增强体为α-SiC粉体(纯度99.999%,平均粒度14μm,由华荣公司提供),基体为Al2519(纯度99.9%,平均粒度75μm,由博朗思达公司提供)。SiCp镀前预处理及化学镀镍所用试剂见表1。

1.2 化学镀镍工艺流程

SiC粉末镀覆前需要进行镀前预处理,具体工艺是:(1)粗化:将SiC粉末倒入粗化液中(10%HF)进行10 min粗化处理,形成粗糙的表面,便于施镀,将粗化后的粉末用去离子水洗净;……

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