激光燃烧合成Al-Cu合金及掺杂钨精矿石粉末对组织性能的影响

论文摘要

本文采用激光燃烧合成技术，针对Al-Cu系粉末，利用金相显微镜（OM）、X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、以及显微硬度计等微观表征仪器及性能测试设备，研究了成分配比、压制压力和激光工艺参数对烧结合金显微组织、结构以及空隙率、硬度、耐磨性、腐蚀性能等的影响。结果表明：增加激光功率和延长作用时间可以提高组织均匀性，并促进致密化；产生的物相为CuAl2，Al4Cu9以及Al2O3等金属氧化物。在共晶成分（Cu质量分数为33.2%）点，当压坯相对密度为85%、激光工艺为950W30s时，合金的致密性和综合性能最佳。为进一步提高烧结合金的综合性能，研究了钨精矿石粉末的添加对Al-Cu系激光燃烧合成产物显微组织和性能的影响。结果表明：添加钨精矿石粉末可以促进Al-Cu合金组织细化及均匀性，提高其综合性能。合成的复合材料由纳米晶和高弥散分布的金属间化合物，以及较高韧性的基体相互夹杂复合组织构成。产生的物相为Al，Al4Cu9，Al5W，W以及Al2O3等金属氧化物。钨精矿石粉末含量为3%时，致密性，硬度及耐磨性得到显著提高，其中硬度和耐磨性分别提高1.5倍和2倍。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 绪论
• 1.1 燃烧合成技术
• 1.1.1 燃烧合成技术产生及发展
• 1.1.2 燃烧合成机理
• 1.1.3 燃烧合成的主要影响因素
• 1.1.4 燃烧合成的技术类型
• 1.1.5 燃烧合成技术的特点
• 1.1.6 燃烧合成技术的应用
• 1.1.7 燃烧合成技术存在主要问题及其发展趋势
• 1.2 激光诱导高温自蔓延燃烧合成
• 1.2.1 激光诱导高温自蔓延燃烧合成的研究进展
• 1.2.2 激光烧结技术的原理及特点
• 1.3 本课题研究背景
• 2 实验材料及方法
• 2.1 实验材料
• 2.2 实验设备
• 2.3 实验研究路线
• 2.4 实验方法
• 2.4.1 实验方案
• 2.4.2 球磨工艺参数的设定
• 2.4.3 模具的设计
• 2.4.4 压制压力设计
• 2.4.5 激光烧结
• 2.4.6 性能测试
• 3 激光燃烧合成 Al-Cu 体系组织结构及性能研究
• 3.1 显微组织分析
• 3.2 XRD 物相分析
• 3.3 致密性
• 3.3.1 压坯相对密度对产物致密性的影响
• 3.3.2 成分配比对合成产物致密性的影响
• 3.3.3 工艺参数对合成产物致密性的影响
• 3.4 硬度测试
• 3.4.1 压力对硬度的影响
• 3.4.2 配比对硬度的影响
• 3.4.3 激光工艺对硬度的影响
• 3.5 耐磨性能测试
• 3.6 本章小结
• 4 掺杂钨精矿石粉对 Al-Cu 系组织结构及性能的影响
• 4.1 显微组织分析
• 4.2 XRD 物相分析
• 4.3 钨精矿石粉末对 Al-Cu 体系致密性的影响
• 4.4 硬度测试
• 4.5 耐磨性能测试
• 4.6 耐蚀性能测试
• 4.7 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集