SiCp/6061 Al复合材料中颗粒尺寸对组织与性能的影响研究

该研究论文探讨了颗粒尺寸对SiCp/6061 Al复合材料组织及性能的影响，采用的是冷等静压、烧结和热挤压工艺，制备了SiC颗粒体积分数为35%的不同尺寸（7.5 μm、15.0 μm、25.0 μm和40.0 μm）的复合材料。研究人员首先关注了复合材料的热膨胀系数和力学性能测量，这是评估材料在温度变化或负载作用下的性能关键指标。 通过对复合材料的微观组织进行扫描电镜分析，研究发现SiC颗粒在基体中的分布随着颗粒尺寸的增大变得更加均匀。这表明较大的颗粒有助于改善材料的整体一致性，减少了微观缺陷，从而可能提高复合材料的耐久性和稳定性。 有趣的是，当SiC颗粒尺寸减小时，复合材料的抗拉强度有所增加，同时热膨胀系数降低。这意味着更小的颗粒可能提供了更多的强化点，增加了材料的承载能力。然而，当颗粒尺寸达到7.5 μm时，复合材料的断裂模式主要是界面撕裂和基体材料的开裂，这可能是因为较小颗粒引发的应力集中效应。 相反，当SiC颗粒尺寸增大到40.0 μm时，复合材料的主要断裂机制转变为SiC颗粒本身的断裂，这可能反映了尺寸过大导致的内部应力承受能力下降。在两种极端尺寸之间，复合材料的断裂是由界面撕裂和SiC颗粒断裂的共同作用决定的，这表明材料性能受颗粒尺寸调控的影响复杂且显著。 论文的关键词包括粉末冶金、复合材料、颗粒尺寸、热膨胀以及抗拉强度，显示出研究者对如何通过控制颗粒尺寸来优化6061 Al合金的性能有深入的兴趣。这项研究为设计和优化高性能SiCp/6061 Al复合材料提供了重要的理论依据，对于航空航天、汽车工业等领域中对高强度、轻量化和耐高温材料的需求具有实际应用价值。