金属基复合材料制备中的凝固问题.ppt

第八章 金属基复合材料制备过程中的凝固问题,第一节 复合材料的发展,复合材料的发展,复合材料的乘积效应,复合材料的分类,复合材料的制备方法,第二节 长纤维增强金属基复合材料液相制备,增强纤维与基体材料的界面特性,对性能的影响与合金液的化学作用合金液对纤维的润湿特性纤维的保护与预处理,对性能的影响,基体界面与纤维的结合特性对材料的性能具有决定性的作用。基体材料与增强纤维的界面结合力：化学作用力 物理作用力 基体材料收缩的包紧力（摩擦力）,基体材料收缩的包紧力（摩擦力）,与合金液的化学作用,合金液对纤维的润湿特性,纤维的保护与预处理,溶胶-凝胶法,气相沉积法,纤维预制体中合金液的浸渗过程,浸渗工艺,纤维预制件中的孔隙结构分析,合金液浸渗过程的动力学分析,合金液浸渗过程的热平衡,等温浸渗,将预制件和合金液加热到高于基体熔点的某一温度，防止浸渗过程的降温。适合于基体合金熔点低，合金液对纤维不润湿，不发生化学作用的情况优点：合金液所有的物性参数在浸渗过程不发生变化，保证合金液与增强纤维充分作用和润湿，减小形成空洞的可能缺点：,变温浸渗,变温浸渗,低过热度下的浸渗：,合金液在纤维预制体中的凝固过程,自由凝固,定向凝固,平面凝固,定向凝固,胞晶凝固,定向凝固,枝晶凝固,第三节 颗粒增强复合材料,制备技术,搅拌法 合金液与增强颗粒的界面特性 合金液与增强颗粒的搅拌混合 增强颗粒与合金液混合物的凝固,合金液与增强颗粒的界面特性,合金液与增强颗粒界面特性的首要问题是润湿。增强颗粒弥散分布的难易程度取决于合金液与颗粒之间的润湿角。,润湿条件,润湿性改善,对于润湿角，可控制的因素是合金液与增强颗粒的界面能。界面能越小，合金的润湿性能就越好。向合金液中加入表面活性元素可以有效的减小界面能。,合金液与增强颗粒的搅拌混合,进行搅拌混合可以在增强颗粒之间施加剪切力。随着固相颗粒的加入，合金液的粘度迅速增大。增强颗粒的体积分数一般低于30%。,混合过程对搅拌工艺的要求,使增强颗粒尽可能分散、均匀地分布防止增强颗粒及合金液与环境气体发生化学作用的利用率。避免增强颗粒的损失，获得高的利用率。尽可能高的生产效率和低的生产成本。,加入增强颗粒的设备原理图,磁场搅拌混合法,磁场搅拌混合法,磁场搅拌混合法,增强颗粒与合金液混合物的凝固,制备技术,浸渗,制备技术,喷射共沉积,第四节 自生复合材料的凝固,固液相反应法自生复合材料制备技术,自蔓延法复合材料制备技术,自蔓延法复合材料制备技术,着火点,预热温度,预制体的成分,