高压扭转法制备SiCp/Al复合材料：组织与性能研究

"基于高压扭转法的制备SiCp/Al复合材料组织性能研究" 本文由王成国、薛克敏等人撰写，是一项关于利用高压扭转法(High Pressure Torsion, HPT)制备SiC颗粒增强铝基复合材料(SiCp/Al)的研究。该方法是在室温条件下进行的，旨在探索不同尺寸SiC颗粒在复合材料中的分布以及其对材料性能的影响。研究得到了国家自然科学基金、高等学校博士学科点专项基金和安徽省自然科学基金的资助。 在HPT过程中，SiC粉末和Al粉被直接固结成复合材料。通过对复合材料内部增强颗粒的定性分析，研究人员发现HPT工艺能够有效地改善颗粒的分布并实现颗粒的破碎细化。然而，当颗粒尺寸过大时，出现了"再生团聚"的现象，即增强颗粒在高压处理后重新聚集在一起，这可能会影响材料的整体性能。 通过显微硬度测试，研究者发现随着增强颗粒尺寸的增加，复合材料的硬度值呈现下降趋势。这意味着较小尺寸的SiC颗粒可以提供更好的强化效果。在室温拉伸实验中，无论颗粒尺寸如何，所制备的SiCp/Al复合材料的极限拉伸强度都优于铸态纯铝，显示出了增强材料的优越性。但同时，随着颗粒尺寸增大，复合材料逐渐从韧性向脆性转变，这可能与颗粒团聚和分布不均匀有关。 进一步的断口扫描电子显微镜(SEM)分析揭示了SiCp/Al复合材料的断裂模式，呈现出韧性和脆性断裂的混合特征。这表明在断裂过程中，材料既有延展性断裂的特性，也有突然断裂的脆性特征，这种混合断裂模式可能是由于颗粒尺寸、分布以及基体与增强颗粒间的界面效应共同作用的结果。 这项研究揭示了高压扭转法制备SiCp/Al复合材料的潜力，同时也指出了颗粒尺寸对材料组织和性能的显著影响。这些发现对于优化复合材料的制备工艺、改善其力学性能以及设计高性能的SiCp/Al复合材料具有重要的理论指导意义和实际应用价值。