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热处理对Bi-Sn涂覆Al18B4O33W/7075Al复合材料阻尼性能的影响

2020-12-16阅读(563)

热处理对Bi-Sn涂覆Al18B4O33W/7075Al复合材料阻尼性能的影响

论文摘要

本文系统研究了晶须表面Bi-Sn对硼酸铝晶须增强铝锌基复合材料阻尼性能的影响。采用挤压铸造法制备了复合材料,其中涂覆物和硼酸铝晶须的质量比为1:10,晶须体积分数为20%。通过SEM、XRD、TEM等测试方式分析了表面涂覆的硼酸铝晶须及其增强的铝锌基复合材料的微观组织结构。测试结果表明,涂覆物均匀且非连续地分布在晶须表面,在后续复合材料制备过程中与基体发生反应,在基体/增强体界面引入了低熔点界面相Bi（Sn）。界面相的引入改善了基体/增强体界面状态及基体中的位错组态,引起铝锌基复合材料阻尼性能的变化。研究了晶须表面涂覆、热处理及固溶-时效对复合材料阻尼性能的影响及涂覆复合材料的阻尼行为随温度、频率及应变振幅的变化规律,并探讨了相应的阻尼机制。在Bi涂覆晶须增强铝锌基复合材料的阻尼温度谱中发现了明显的低温阻尼峰P1及中温阻尼峰P2,在Sn涂覆晶须增强铝锌基复合材料的阻尼温度谱中仅出现了一个中温阻尼峰P1。这主要是由于不同的界面状态及基体位错组态导致两种复合材料的阻尼机制发生了不同的变化。复合材料的室温阻尼-应变谱表明,涂覆复合材料的室温阻尼值稍高于未涂覆复合材料的。复合材料阻尼由与应变振幅无关及与应变振幅相关的阻尼两部分组成,而与应变振幅相关的阻尼阶段又有增加缓慢和快速增加两个阶段,分别对应于位错阻尼及界面微滑移阻尼机制。热处理后含涂层复合材料的阻尼温度谱表明,热处理温度及冷却方式均对涂覆复合材料的阻尼性能产生影响。热处理保温温度越高,复合材料阻尼性能越好;退火态复合材料的阻尼性能优于淬火态。固溶-时效处理使含涂层复合材料的阻尼性能提高,并且界面相与基体中的Al、Zn的相互固溶会改变中温峰的阻尼机制。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 课题背景及意义
  • 1.2 材料的阻尼性能、表征及测量方法
  • 1.2.1 材料的阻尼性能
  • 1.2.2 材料阻尼的表征
  • 1.3 金属材料的内耗和内耗机制
  • 1.3.1 位错阻尼
  • 1.3.2 晶界阻尼
  • 1.4 MMC 的阻尼性能及机制
  • 1.4.1 MMC 的阻尼性能
  • 1.4.2 MMC 的阻尼机制
  • 1.5 本文研究的目的和主要内容
  • 第2章 试验材料及方法
  • 2.1 试验材料
  • 2.1.1 增强体材料
  • 2.1.2 晶须表面涂覆
  • 2.1.3 基体材料
  • 2.1.4 复合材料
  • 2.2 试验方法
  • 2.2.1 热处理制度
  • 2.2.2 晶须及复合材料的微观组织结构观察
  • 2.2.3 物相分析
  • 2.2.4 阻尼性能测试
  • 第3章 铸态复合材料的组织结构与阻尼性能
  • 3.1 引言
  • 3.2 铸态复合材料的微观组织结构
  • 3.2.1 涂覆前后硼酸铝晶须的SEM 分析
  • 3.2.2 铸态复合材料SEM 及XRD 分析
  • 3.2.3 复合材料的界面形貌
  • 3.2.4 基体的位错组态
  • 3.3 铸态复合材料的阻尼温度谱及阻尼机制
  • 3.3.1 铸态ABOw/Bi/Al 复合材料阻尼-温度谱
  • 3.3.2 铸态ABOw/Bi/Al 复合材料阻尼机制
  • 3.3.3 铸态ABOw/Sn/Al 复合材料阻尼温度谱
  • 3.3.4 铸态ABOw/Bi/Al 复合材料阻尼机制
  • 3.3.5 涂覆复合材料的基本阻尼规律
  • 3.4 铸态复合材料的室温阻尼应变谱
  • 3.5 本章小结
  • 第4章 热处理对复合材料组织结构与阻尼性能的影响
  • 4.1 引言
  • 4.2 热处理后复合材料的微观组织结构
  • 4.2.1 热处理后复合材料的SEM 照片
  • 4.2.2 热处理后涂覆复合材料的XRD 分析
  • 4.2.3 固溶-时效态复合材料微观组织
  • 4.3 热处理后涂覆晶须增强铝锌基复合材料的阻尼温度谱
  • 4.3.1 保温温度对含涂层ABOw/Al 复合材料的阻尼性能的影响
  • 4.3.2 冷却方式对含涂层ABOw/Al 复合材料的阻尼性能的影响
  • 4.4 固溶-时效态复合材料阻尼温度谱
  • 4.4.1 固溶-时效对ABOw/Bi/Al 复合材料阻尼性能的影响
  • 4.4.2 固溶-时效对ABOw/Sn/Al 复合材料阻尼性能的影响
  • 4.5 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 致谢

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