Influence of Dispersant on Microstructure and Tensile Properties of IMC/Al Composite Prepared by FSP
摘 要
采用搅拌摩擦加工(FSP)技术制备了金属间化合物增强铝基(IMC/Al)复合材料,通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和拉伸试验机等研究了分散剂SiC和CNTs对复合材料组织的均匀性、增强相含量与尺寸及拉伸强度的影响。结果表明:通过FSP制备IMC/Al复合材料时出现镍粉团聚现象,团聚体的形状主要为类条形和类椭圆形;分散剂的添加对镍粉的团聚起到抑制作用,改善了复合材料复合区组织的均匀性,其中CNTs抑制镍粉团聚的效果优于SiC的;分散剂的添加促进了铝和镍原位反应的进行,使得复合材料中增强相Al3Ni的数量增多;分散剂的添加提高了复合材料的力学性能,添加CNTs制备复合材料的最大抗拉强度为171 MPa,比未添加分散剂制备复合材料的提高了15.5%。
Abstract
The Intermetallic compound reinforced aluminum matrix composite was prepared by friction stir processing (FSP) technology. The effect of dispersant SiC and CNTs in the composite on the uniformity of microstructures, reinforced phase contents and size and tensile properties of composite was analyzed by scanning eletron microscope (SEM), energy disperse spectroscopy (EDS), X-ray diffractometer (XRD) and tensile tester. The results show that the Ni powder agglomeration was found in IMC/Al composite prepared by FSP. The shape of aggregate was similar stripe and similar oval. The dispersant addition inhibited the agglomeration of Ni powder and improved the uniformity of compound region of composite. CNTs had a better effect on inhibiting agglomeration than SiC. The dispersant addition promoted the Al-Ni in-situ reaction that produced more reinforced phase of Al3Ni. The dispersant addition improved the mechanical properties of composite. The maximum tensile strength of composite reached 171 MPa after adding CNTs and increased by 15.5% compared with that of composite without dispersant.
中图分类号 TB331 DOI 10.11973/jxgccl201709017
所属栏目 材料性能及应用
基金项目 国家自然科学基金资助项目(51465044);江西省大学生创新创业训练项目;南昌航空大学“三小”科技项目
收稿日期 2016/7/13
修改稿日期 2017/8/2
网络出版日期
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备注吴志林(1995-),男,江西赣州人,本科生
引用该论文: WU Zhilin,HUANG Chunping,WANG Chengjian,HUANG Shuowen. Influence of Dispersant on Microstructure and Tensile Properties of IMC/Al Composite Prepared by FSP[J]. Materials for mechancial engineering, 2017, 41(9): 88~92
吴志林,黄春平,王承剑,黄硕文. 分散剂对FSP制备IMC/Al复合材料组织与拉伸性能的影响[J]. 机械工程材料, 2017, 41(9): 88~92
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参考文献
【1】刘守法,夏祥春,王晋鹏. 搅拌摩擦加工工艺制备ZrO2颗粒增强镁基复合材料的组织与力学性能[J]. 机械工程材料,2016,40(1):35-38.
【2】张荻,张国定,李志强. 金属基复合材料的现状与发展趋势[J]. 中国材料进展,2010,29(4):1-7.
【3】马宗义,肖伯律,王东,等. 铝基复合材料焊接的研究现状与展望[J]. 中国材料进展,2010,29(4):8-17.
【4】MISHRA R S,MAHONEY M W,MCFADDEN S X,et al.High strain rate superplasticity in a friction stir processed 7075Al alloy[J]. Scripta Materialia,1999,42(2):163-168.
【5】黄春平,柯黎明,邢丽,等. 搅拌摩擦加工研究进展及前景展望[J]. 稀有金属材料与工程,2011,40(1):183-188.
【6】陈吉,邓慕阳,陈科,等. 铝板搅拌摩擦加工后原位自生第二相颗粒及焊核区晶粒尺寸[J]. 机械工程材料,2016,40(4):5-8.
【7】王觅堂,李梅,柳召刚,等. 超细粉体的团聚机理和表征及消除[J]. 中国粉体技术,2008,14(3):06-07.
【8】曹瑞军,林晨光,孙兰,等. 超细粉末的团聚及其消除方法[J]. 粉末冶金技术,2006,24(6):460-466.
【9】李文龙,夏春,邢丽,等. 搅拌针形状对搅拌摩擦加工制备CNTs/铝基复合材料均匀性的影响[J]. 材料工程,2014(1):75-78.
【10】MAHMOUD T S. Surface modification of A390 hypereutectic Al-Si cast alloys using friction stir processing[J]. Surface &Coatings Technology,2013,228(9):209-220.
【11】温雨.搅拌摩擦加工制备铝基复合材料组织性能研究[D]. 兰州:兰州交通大学,2014.
【12】强金丽,黄春平,柯黎明,等. 粉末粒度对FSP制备Al-Ni金属间化合物增强铝基复合材料的影响[J]. 稀有金属材料与工程,2015,44(7):1763-1767.
【13】郭宝会.分散剂对粉末团聚的影响[J]. 河南科学,2012,30(7):871-873.
【2】张荻,张国定,李志强. 金属基复合材料的现状与发展趋势[J]. 中国材料进展,2010,29(4):1-7.
【3】马宗义,肖伯律,王东,等. 铝基复合材料焊接的研究现状与展望[J]. 中国材料进展,2010,29(4):8-17.
【4】MISHRA R S,MAHONEY M W,MCFADDEN S X,et al.High strain rate superplasticity in a friction stir processed 7075Al alloy[J]. Scripta Materialia,1999,42(2):163-168.
【5】黄春平,柯黎明,邢丽,等. 搅拌摩擦加工研究进展及前景展望[J]. 稀有金属材料与工程,2011,40(1):183-188.
【6】陈吉,邓慕阳,陈科,等. 铝板搅拌摩擦加工后原位自生第二相颗粒及焊核区晶粒尺寸[J]. 机械工程材料,2016,40(4):5-8.
【7】王觅堂,李梅,柳召刚,等. 超细粉体的团聚机理和表征及消除[J]. 中国粉体技术,2008,14(3):06-07.
【8】曹瑞军,林晨光,孙兰,等. 超细粉末的团聚及其消除方法[J]. 粉末冶金技术,2006,24(6):460-466.
【9】李文龙,夏春,邢丽,等. 搅拌针形状对搅拌摩擦加工制备CNTs/铝基复合材料均匀性的影响[J]. 材料工程,2014(1):75-78.
【10】MAHMOUD T S. Surface modification of A390 hypereutectic Al-Si cast alloys using friction stir processing[J]. Surface &Coatings Technology,2013,228(9):209-220.
【11】温雨.搅拌摩擦加工制备铝基复合材料组织性能研究[D]. 兰州:兰州交通大学,2014.
【12】强金丽,黄春平,柯黎明,等. 粉末粒度对FSP制备Al-Ni金属间化合物增强铝基复合材料的影响[J]. 稀有金属材料与工程,2015,44(7):1763-1767.
【13】郭宝会.分散剂对粉末团聚的影响[J]. 河南科学,2012,30(7):871-873.
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