《金属基复合材料的制备》PPT课件.pptVIP

　　④ 具有通用性和产品多样性。该工艺适于多种金属材料基体，如高、低合金钢、铝及铝合金、高温合金等。同时可设计雾化器和收集器的形状和一定的机械运动，以直接形成盘、棒、管和板带等接近零件实际形状的复合材料的坯料； 4．原位自生成法 　　在复合材料制造过程中，增强材料在基体中生成和生长的方法称作原位自生成法。 　以原位自生成法制造的金属基复合材料中，基体与增强材料间的相容性好，界面干净，结合牢固。 　特别当增强材料与基体之间有共格或半共格关系时，能非常有效地传递应力；而且界面上不生成有害反应产物，因此这种复合材料有较优异的力学性能。 原位自生成有三种方法 　　1) 共晶合金定向凝固法 　　2) 直接金属氧化法（DIMOXTM） 　　3) 反应自生成法（XDTM） 1) 共晶合金定向凝固法 　　增强材料以共晶的形式从基体中凝固析出，通过控制冷凝方向，在基体中生长出排列整齐的类似纤维的条状或片层状共晶增强材料。 　　以这种方式生产的镍基、钴基定向凝固共晶复合材料已得到应用。 　　定向凝固共晶复合材料的组织是层片状还是棒状（纤维状）取决于共晶中含量较少的组元的体积分数Xf。 　　在二元共晶中，当Xf 32 %时呈纤维状，当Xf 32 %时为层片状。 2) 直接金属氧化法（DIMOXTM） 　　DIMOXTM是一种可以制备金属基复合材料和陶瓷基复合材料的原位复合工艺。 　　DIMOXTM法根据是否有预成型体又可分为惟一基体法和预成型体法，两者原理相同。 　　惟一基体法的特点 　　制备金属基复合材料的原材料中没有填充物（增强材料预成型体）和增强相，只是通过基体金属的氧化或氮化来获取复合材料。 　　在惟一基体法中，例如需制备Al2O3/Al，则可通过铝液的氧化来获取Al2O3增强相。 　　在DIMOXTM工艺中，熔化温度上升到900~1300℃，远超过铝的熔点660℃。 　　通过进一步加入促进氧化反应的合金元素Si和Mg，使熔化金属通过显微通道渗透到氧化层外边，并顺序氧化，即铝被氧化。 　　利用惟一基体法工艺，可以根据氧化程度来控制Al2O3的量。 　　如果这一工艺过程在所有金属被氧化之前停止的话，则所制备的复合材料就是致密互连的Al2O3陶瓷基复合材料，其中含有5% ~ 30%的Al。 　除了可以直接氧化外，还可以直接氮化。 　通过DIMOXTM工艺还可以获得AlN/Al，ZrN/Al和TiN/Ti等金属基或陶瓷基复合材料。 　当DIMOXTM工艺采用增强材料预成型体时，由于增强材料预成型体是透气的，金属基体可以通过渗透的氧或氮顺序氧（氮）化形成基体。 预成型体法 3) 反应自生成法（XDTM） 　　这种方法是在近20年中发展起来的技术，主要用于制造金属间化合物复合材料。 　　在反应自生成法中，增强材料是由加入基体中的相应元素之间的反应，或者合金熔体中的某种组分与加入的元素或化合物之间反应生成的。 　　在XDTM工艺中，可以根据所选择的原位生成的增强相的类别或形态，选择基体和增强相生成所需的原材料，如一定粒度的金属粉末，硼或碳粉，按一定比例（反应要求）混合。 XDTM工艺原理示意图 　　当这种混合物制成预制体，加热到金属熔点以上或者自蔓延的反应发生的温度时，混合物的组成元素进行放热反应，用以生成在基体中弥漫的微观增强颗粒、晶须和片晶等增强相。 　　XDTM工艺的关键技术是可以生成一种韧相。 　　例如，一定粒度的铝粉、钛粉和硼粉以一定比例混合成型，加热后反应生成TiB2，进而形成TiB2增强的铝基复合材料。 Al + Ti + B → TiB2 + Al 　　XDTM法不仅可以用粉末反应生成复合材料，也可以在熔融的合金中导入参加反应的粉末或气体而生成复合材料。 　　如在熔融的Al-Ti合金中导入载碳气体，反应生成TiC，进而形成TiC增强铝基复合材料。 Al + Ti + C → TiC + Al 　　① 增强相是原位形成，具有热稳定性； 　　② 增强相的类型、形态可以选择和设计； 　　③ 各种金属或金属间化合物均可作为基体； XDTM工艺特点 　　XDTM材料包括Al、Ti、Fe、Cu、Pb和Ni基复合材料，还可以是TiAl、Ti3Al和NiAl等金属化合物基复合材料。 　　其中，增强相包括硼化物、氮化物和碳化物等，其形态可以是颗粒、片晶和杆状，还可以原位生成晶须。 小结：了解复合材料的定义、分类、制备方法 (1) 固态法； 　　(2) 液态法； 　　(3) 喷射与喷涂沉积法； 　　(4) 原位复合法。 制备的方法： 没有作业！！ 温馨提示： 本PPT课件下载后，即可以编辑修改， 也可以直接使用。 （希望本PPT课件对您有所帮助） (1) 固态法 1) 扩散粘接 　　在一定的温度和压力下，把表面新