论文部分内容阅读
粉末冶金方法由于众多优势如近净成型、成分比例易于控制、烧结温度低等而广泛用于金属基复合材料的制备中。然而传统的粉末冶金方法由于较长的保温时间导致晶粒粗大，影响力学性能。微波烧结是近年来发展起来的一种新型烧结技术，克服了传统冶金方法的缺点，具有加热均匀、加热速度快、保温时间短等优点，制备的复合材料晶粒细小，致密度高，具有良好的力学性能。本文采用微波烧结技术制备Al/(Ti,W)C复合材料，通过扫描电子显微镜（SEM）、高分辨透射显微镜（HRTEM）、能谱（EDS）、X射线衍射（XRD）、硬度试验和抗压性能试验研究了微波烧结温度（500℃，520℃，540℃，560℃）及(Ti,W)C含量（0wt.%,10wt.%(4.04vol.%)，20wt.%(8.66vol.%)和30wt.%(13.98vol.%)）对Al/(Ti,W)C复合材料宏观形貌、基体晶粒尺寸、增强相分布、孔隙特征、界面结合特征、硬度及抗压性能的影响进行了全面的研究。分析了微波和金属材料相互作用的机理及第二相强化机理。实验结果表明，采用微波烧结方法可以在较低的烧结温度和较短的保温时间内，制备出致密度较高、晶粒细小、增强相分布均匀的6061Al/(Ti,W)C复合材料。烧结温度和增强相含量对烧结材料的微观组织和力学性能有很大影响。当烧结温度升高时,Al/(Ti,W)C复合材料致密度出现先减小后增大的趋势；而当(Ti,W)C含量增加时，烧结材料的致密度下降。晶粒测量结果表明，引入(Ti,W)C增强相对基体相晶粒长大起到抑制作用，而升高烧结温度晶粒出现长大的趋势。(Ti,W)C/(Ti,W)C, Al/Al，Al/(Ti,W)C界面结合紧密、无缝隙、无明显界面反应。升高烧结温度（520℃升高到560℃）和增加(Ti,W)C含量均使材料的硬度、抗压强度和压缩屈服强度增加，而当温度从500℃升高到520℃时，复合材料的力学性能基本不变。，界面结合机理为固态扩散并伴随少量液相烧结扩散。第二相强化机制主要是细晶强化和弥散强化。