5-15微米SiC颗粒对SiCp/Al2014复合材料性能的影响：尺寸效应与增强分析

本研究论文由中国科技论文在线发布，由赵卫星、邱丰和张龙江等人合作完成，主要探讨了碳化硅颗粒尺寸对SiCp/Al2014复合材料组织结构和力学性能的影响。这项研究采用搅拌铸造法制备了三种不同粒径的SiC颗粒，分别是5微米、10微米和15微米的SiC颗粒增强铝基复合材料。研究的重点在于理解SiC颗粒尺寸如何影响其在复合材料中的分布以及由此带来的材料性能变化。 研究结果显示，随着SiC颗粒尺寸的增大，其在SiCp/Al2014复合材料中的分散均匀性有所提高。具体来说，当SiC颗粒尺寸达到15微米时，复合材料内部的SiC颗粒分布最为均匀。这种均匀分布对于复合材料的性能优化至关重要，因为它可以确保颗粒与基体之间的有效接触和应力传递。 在力学性能方面，实验数据表明，随着SiC颗粒尺寸的增长，SiCp/Al2014复合材料的抗拉强度也随之提升。当SiC颗粒尺寸为15微米时，复合材料在常温下的抗拉强度最高，达到548兆帕(MPa)，而在高温条件下，抗拉强度也有显著提升，为318MPa。这意味着更小的颗粒尺寸虽然可能提供更高的强化效果，但更大的颗粒尺寸可能会带来更好的力学稳定性，特别是在高温环境下。 作者赵卫星是吉林大学材料科学与工程学院的硕士研究生，专注于金属基复合材料的研究，特别是增强体表面改性、分散及界面结合。论文得到了高等学校博士学科点基金专项资助，其通讯联系人姜启川教授则在凝固理论、晶体生长等领域有深厚的研究背景，长期致力于基础理论与应用研究。 本研究揭示了碳化硅颗粒尺寸对SiCp/Al2014复合材料微观结构和性能的关键作用，这对于优化此类复合材料的设计和制造具有重要的指导意义，尤其是在追求高强度和热稳定性的应用领域。