Cr2O3涂覆硼酸铝晶须增强2024铝复合材料的高温稳定及耐磨性研究
发布时间: 2021-11-29
来源: 科技服务团
基本信息
采用溶胶-凝胶法对硼酸铝晶须表面进行Cr2O3涂覆处理,利用挤压铸造法制备了晶须体积分数为20%的硼酸铝晶须增强2024铝复合材料。利用扫描电镜、X射线衍射和差热-热重分析等方法研究了涂覆晶须;利用透射电镜观察了复合材料的界面结构;分析了纳米涂覆对复合材料拉伸性能、弯曲性能、热稳定性及时效行为的影响;研究了涂覆对复合材料磨损性能的影响及机理。Cr2O3涂覆的硼酸铝晶须增强2024铝复合材料挤压铸造过程中晶须表面的Cr2O3和熔融铝液发生了反应,反应一方面提高了晶须与基体的界面润湿性,同时在界面上生成连续的MgAl2O4,可以阻止高温下硼酸铝晶须与基体合金中镁发生更严重的界面反应而造成对晶须的严重破坏。随晶须表面Cr2O3涂覆量的增加,复合材料的室温拉伸性能和弯曲性能均先增加后降低。T6热处理可以进一步明显提高复合材料的拉伸性能和弯曲性能。Cr2O3涂覆硼酸铝晶须增强2024Al复合材料在490℃热暴露50小时后,界面结构没有发生明显的变化。硼酸铝晶须的Cr2O3涂覆可以延长峰时效时间和复合材料的硬度水平,改变复合材料的时效行为。在相同载荷、相同转速的情况下,Cr2O3涂覆的硼酸铝晶须增强铝基复合材料的磨损量少于无涂层的铝基复合材料。在转速相同的情况下,随着载荷的增加,复合材料的磨损量增加。在载荷相同的条件下,随着速率的提高,复合材料的磨损量增加。且Cr2O3涂覆的硼酸铝晶须增强铝基复合材料的磨损量少于无涂层的铝基复合材料。铸态下的复合材料磨损量要大于T6处理后的复合材料。