SiCp/Al-Si基复合材料的制备技术及组织性能

目录 前言 第1章 绪论 1 1.1 铝硅基电子封装材料 2 1.1.1 常用电子封装材料 2 1.1.2 高硅铝合金电子封装材料 4 1.2 铝硅基复合材料制备技术 6 1.2.1 高硅铝合金材料的制备方法 6 1.2.2 铝硅基复合材料制备技术简介 7 1.2.3 复合材料的制备中的技术问题及应对措施 9 1.3 铝硅基复合材料的研究现状 12 1.3.1 SiC颗粒的表面处理 12 1.3.2 SiCp/Al-Si复合材料的界面研究 13 1.3.3 SiCp/Al-Si复合材料的界面结合机制 13 1.3.4 SiCp/Al-Si复合材料界面反应的控制 15 1.3.5 SiCp/Al-Si复合材料的热处理研究现状 15 1.4 铝硅基复合材料的应用 17 1.4.1 汽车材料 17 1.4.2 新型电子封装材料 18 1.4.3 航天精密仪器和光机构件 19 参考文献 22 第2章 铝硅基复合材料粉末冶金制备技术 27 2.1 合金粉的制备 27 2.1.1 雾化制粉 27 2.1.2 机械合金化制粉 31 2.2 复合粉体的混制 34 2.2.1 混粉的形式 34 2.2.2 球磨法的影响因素 35 2.3 冷压成型工艺 38 2.3.1 单向模压 38 2.3.2 单向模压工艺研究 39 2.3.3 单向模压成形过程受力模型 44 2.3.4 冷等静压 44 2.4 冷压坯烧结 48 2.4.1 普通烧结 48 2.4.2 热压烧结 51 2.5 挤压成型技术 60 2.5.1 挤压工艺 60 2.5.2 热挤压工艺 62 2.5.3 热挤压工艺研究 63 参考文献 67 第3章 SiCp/Al-30Si复合材料微观组织及性能 69 3.1 复合材料微观组织 69 3.1.1 不同体积分数SiCp/Al-30Si复合材料的微观组织 70 3.1.2 不同粒度SiCp/Al-30Si复合材料的微观组织 72 3.2 复合材料性能 73 3.2.1 不同体积分数SiCp/Al-30Si复合材料的密度 73 3.2.2 不同粒径SiCp/Al-30Si复合材料致密度 74 3.2.3 不同体积分数SiCp/Al-30Si复合材料抗拉强度 74 3.2.4 不同粒径SiCp/Al-30Si复合材料抗拉强度 75 3.2.5 SiCp/Al-30Si复合材料热膨胀系数 77 3.2.6 不同体积分数SiCp/Al-30Si复合材料断口形貌 80 3.2.7 不同粒径SiCp/Al-30Si复合材料断口形貌 81 3.2.8 氧化态SiCp/Al-30Si复合材料性能 83 3.3 界面 83 3.3.1 复合材料微观组织及XRD物相分析 84 3.3.2 热力学模型及计算 85 3.3.3 复合材料界面TEM分析 88 参考文献 90 第4章 SiCp/Al-19Si复合材料的微观组织及性能 92 4.1 快速凝固Al-19Si复合材料的微观组织及性能 92 4.1.1 烧结过程中硅相析出 93 4.1.2 固溶处理过程中硅相演变 95 4.1.3 不同烧结温度下Al-19Si复合材料的力学性能 96 4.2 SiCp/Al-19Si复合材料的微观组织及性能 98 4.2.1 热挤压态SiCp/Al-19Si复合材料的微观组织及物相结构 98 4.2.2 固溶态SiCp/Al-19Si复合材料微观组织 100 4.2.3 时效过程中SiCp/Al-19Si复合材料析出相演变 102 4.2.4 SiCp/Al-19Si复合材料中析出相与 Al基体界面结构演变 104 4.2.5 SiCp/Al-19Si复合材料中基体及位错形态 108 4.3 SiCp/Al-19Si复合材料界面特性 109 4.3.1 SiCp/Al-19Si复合材料中SiC/Al界面TEM形貌 110 4.3.2 SiCp/Al-19Si复合材料中SiC/Al界面结构及位相关系 111 4.3.3 SiCp/Al-19Si复合材料中SiC/Si之间界面特性 114 4.3.4 SiCp/Al-19Si复合材料中的Si/Al界面特性 115 4.4 SiCp/Al-19Si复合材料力学及热学性能 118 4.4.1 热处理对SiCp/Al-19Si复合材料硬度的影响 118 4.4.2 热处理对SiCp/Al-19Si复合材料抗拉强度的影响 122 4.4.3 热处理对SiCp/Al-19Si复合材料热膨胀系数的影响 124 参考文献 125 第5章 氧化态SiCp/Al-19Si复合材料 128 5.1 SiCp预处理 128 5.1.1 预处理后SiCp/Al-19Si复合材料微观组织 131 5.1.2 预处理后SiCp/Al-19Si复合材料致密度 133 5.1.3 预处理后SiCpAl-19Si复合材料拉伸性能 134 5.1.4 预处理后SiCp/Al-19Si复合材料断口形貌 135 5.2 SiCp氧化处理的热力学及动力学 137 5.2.1 SiCp氧化热力学分析 137 5.2.2 SiCp氧化动力学分析 139 5.2.3 SiCp氧化动力学方程 139 5.2.4 SiCp氧化动力学规律 141 5.2.5 SiCp表面氧化膜计算 143 5.3 氧化态SiCp/Al-19Si复合材料微观结构与强化机制 145 5.3.1 SiCp表面的XPS分析 146 5.3.2 氧化处理前后SiCp/Al-19Si复合材料界面XPS分析 148 5.3.3 氧化处理前后SiCp/Al-19Si复合材料界面形貌 151 5.4 氧化态SiCp/Al-19Si复合材料界面 153 5.4.1 氧化态复合材料的SiC/Al干净型界面153 5.4.2 氧化态复合材料的SiC/Al非晶界面 154 5.4.3 氧化态复合材料的SiC/Al反应型界面155 5.4.4 氧化态复合材料界面形成机理 156 5.5 氧化态SiCp/Al-19Si复合材料强化机制 157 5.5.1 Orowan强化 157 5.5.2 析出相强化 157 5.5.3 载荷传递强化 158 5.5.4 热错配强化 159 参考文献 160 第6章 稀土强化SiCp/Al-19Si复合材料的微观组织及性能 162 6.1 CeO2加入SiCp/Al-19Si复合材料的组织 162 6.1.1 复合材料的XRD结果及分析 163 6.1.2 复合材料组织的SEM分析 163 6.1.3 CeO2含量对复合材料组织的影响 163 6.1.4 CeO2对复合材料组织影响机理的分析 166 6.1.5 析出硅形核率的计算 169 6.2 CeO2加入20%SiCp/Al-19Si复合材料的性能 171 6.2.1 CeO2含量对复合材料物理性能的影响 171 6.2.2 CeO2含量对复合材料力学性能的影响 173 6.2.3 热处理对复合材料力学性能的影响 177 6.3 CeO2加入20%SiCp/Al-19Si复合材料的摩擦磨损性能 179 6.3.1 CeO2含量对复合材料摩擦磨损性能的影响 179 6.3.2 载荷对复合材料摩擦磨损性能的影响 183 6.3.3 CeO2加入20%SiCp/Al-12Si复合材料的磨损机理 185 参考文献 186 第7章 纳米SiCp/Al-12Si复合材料的制备及组织性能 188 7.1 纳米颗粒增强复合材料的制备方法 189 7.1.1 搅拌铸造法 189 7.1.2 粉末冶金法 189 7.2 不同体积分数纳米SiCp/Al-12Si复合材料微观组织 190 7.2.1 纳米SiCp/Al-12Si复合材料金相组织 190 7.2.2 纳米SiCp/Al-12Si复合材料 TEM组织 192 7.3 纳米SiCp/Al-12Si复合材料性能 193 7.3.1 纳米SiCp/Al-12Si复合材料密度 193 7.3.2 纳米SiCp/Al-12Si复合材料硬度 194 7.3.3 纳米SiCp/Al-12Si复合材料拉伸性能 194 7.3.4 纳米SiCp/Al-12Si复合材料断口形貌 195 7.4 纳米SiCp/Al-12Si复合材料的热变形行为 196 7.4.1 复合材料热变形的真应力-真应变曲线 197 7.4.2 纳米SiCp/Al-12Si复合材料的流变应力 199 7.4.3 纳米SiCp/Al-12Si复合材料的本构方程 200 7.4.4 纳米SiCp/Al-12Si复合材料的热加工图 205 7.5 热变形过程中复合材料微观组织演变 207 7.5.1 复合材料热压缩试样宏观形貌 207 7.5.2 复合材料热压缩后的微观组织 208 7.5.3 lnZ值对复合材料微观组织的影响210 7.6 纳米SiCp/Al-12Si复合材料热变形动态软化行为 213 7.6.1 动态回复 213 7.6.2 动态再结晶 214 参考文献 217