(TiB2+α-Al2O3)颗粒增强铜基复合材料的原位反应机理及摩擦磨损性能研究
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TiB2对铜-石墨基复合材料性能的影响
１ ％ ｃａｂｏ ２ ｒ ｎ
结构。 图 １ 镀 铜 ＴＢ 颗 粒 的 Ｓ Ｍ 照 片 。 图 ２ ３ ４ 是 ｉ Ｅ ， ， 分 别 是 Ｃ 一石 墨 ，ＴＢ一 ｕ ｕ ｉ Ｃ 一石 墨 ，镀 铜 ＴＢ一 ｕ ｉ Ｃ 一
石墨复合材料烧结试样的 Ｓ Ｍ照片 。图中黑色部 Ｅ 分是石墨 ，白色部分是 ｃ 相（ ２ 和 ＴＢ（ ３ 及 ｕ 图 ） ｉ 图 ）
铜 ，再与铜和石墨复合制备 ＴＢ 颗粒增强的石墨 一 ｉ
铜 复合材料。如此能够明显改善复合材料的组织形 貌 ，使铜能够形成三维网络结构 ，从而提高导 电性 能，同时 由于 ＴＢ 颗粒的弥散强化 ，使得复合材料 ｉ
的强度 明显 提高 。
料方式为干混 ，混合必须均匀 。３类复合试样 为 ： ① ｃ 一石墨 （ ｕ 碳粉 ） ，② ＴＢ一 ｕ ｉ Ｃ 一石墨 ，③ 镀铜
３ ｉ，随炉冷却到室温 。冷却后 的还原镀铜 ＴＢ ０ｍｎ ｉ
粉过孔径 ４ ｍ的筛 。这样可 以防止还原 的镀铜 ９ ＴＢ 颗粒间发生 团聚 。将过筛 的铜粉 、石墨粉 、Ｔ ｉ ｉ 粒和镀铜 ＴＢ 颗粒 按设 计 的 ３类 复合 材料 Ｂ颗 ｉ
试 样 粉 料 比进 行 称 量 ，然 后 在 混 料 机 中混 料 ，混
样 ，使得传统 的粉末冶金方法制备 ＴＢ ｉ 一铜 一石墨
复合材料存在混料不均匀、界面结合强度低、复合 材料 的显微组织 中铜难 以连成 三维 网络结构 等严
重 问题 。从 而 影 响材料 的物 理 和力学性 能 『 ３ １ 。为此 ， 在 ＴＢ 颗 粒 表 面通 过 化 学 镀 的方 法 涂 覆 一 层 金 属 ｉ
中图法分类号 ： Ｂ ３ Ｔ ３１ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： ０ ８ ５ ３ （０ ７０ — ３ — ４ １０ — ９ ９ ２ ０ ）９ ０ １ ０
结构。 图 １ 镀 铜 ＴＢ 颗 粒 的 Ｓ Ｍ 照 片 。 图 ２ ３ ４ 是 ｉ Ｅ ， ， 分 别 是 Ｃ 一石 墨 ，ＴＢ一 ｕ ｕ ｉ Ｃ 一石 墨 ，镀 铜 ＴＢ一 ｕ ｉ Ｃ 一
石墨复合材料烧结试样的 Ｓ Ｍ照片 。图中黑色部 Ｅ 分是石墨 ，白色部分是 ｃ 相（ ２ 和 ＴＢ（ ３ 及 ｕ 图 ） ｉ 图 ）
铜 ，再与铜和石墨复合制备 ＴＢ 颗粒增强的石墨 一 ｉ
铜 复合材料。如此能够明显改善复合材料的组织形 貌 ，使铜能够形成三维网络结构 ，从而提高导 电性 能，同时 由于 ＴＢ 颗粒的弥散强化 ，使得复合材料 ｉ
的强度 明显 提高 。
料方式为干混 ，混合必须均匀 。３类复合试样 为 ： ① ｃ 一石墨 （ ｕ 碳粉 ） ，② ＴＢ一 ｕ ｉ Ｃ 一石墨 ，③ 镀铜
３ ｉ，随炉冷却到室温 。冷却后 的还原镀铜 ＴＢ ０ｍｎ ｉ
粉过孔径 ４ ｍ的筛 。这样可 以防止还原 的镀铜 ９ ＴＢ 颗粒间发生 团聚 。将过筛 的铜粉 、石墨粉 、Ｔ ｉ ｉ 粒和镀铜 ＴＢ 颗粒 按设 计 的 ３类 复合 材料 Ｂ颗 ｉ
试 样 粉 料 比进 行 称 量 ，然 后 在 混 料 机 中混 料 ，混
样 ，使得传统 的粉末冶金方法制备 ＴＢ ｉ 一铜 一石墨
复合材料存在混料不均匀、界面结合强度低、复合 材料 的显微组织 中铜难 以连成 三维 网络结构 等严
重 问题 。从 而 影 响材料 的物 理 和力学性 能 『 ３ １ 。为此 ， 在 ＴＢ 颗 粒 表 面通 过 化 学 镀 的方 法 涂 覆 一 层 金 属 ｉ
中图法分类号 ： Ｂ ３ Ｔ ３１ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： ０ ８ ５ ３ （０ ７０ — ３ — ４ １０ — ９ ９ ２ ０ ）９ ０ １ ０
一种原位TiB_2颗粒增强铝基复合材料的制备及特性
合金，然后将其升温至 ９５０℃，加 入 按 化 学 计 量 比
配好并 混 匀、 烘 干 的 ＫＢＦ４ 和 Ｋ２ＴｉＦ６ 混 合 盐， 用
预热过的陶瓷棒压入熔融 Ａｌ－６Ｃｕ－０．２Ｍｇ－１Ｍｎ
合金，使混合盐在合金中充 分 反 应， 降 温 至 ８５０℃
扒 渣 并 保 温 １ｈ， 保 温 期 间 进 行 多 次 长 时 间 的 搅 拌 。
２ 实验结果与分析
１ 实验方法
采用工业纯铝、铝箔、紫铜、纯镁、锰粉配制
Ａｌ－６Ｃｕ－０．２Ｍｇ－１Ｍｎ合 金， 以 ＫＢＦ４ 盐 （纯 度
９９％，化学纯）、Ｋ２ＴｉＦ６ 盐 （纯 度 ９９％， 化 学 纯）
为合成 ＴｉＢ２ 的原料。
设计原位 ＴｉＢ２ 颗 粒 的 含 量 （质 量 分 数） 分 别
为１％，３％和５％， 以 得 到 不 同 ＴｉＢ２ 颗 粒 含 量 增
第２４卷 第３期 ２０１２ 年 ９ 月
常州大学学报 （自然科学版） Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈａｎｇｚｈｏｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ （Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ）
Ｖｏｌ．２４ Ｎｏ．３ Ｓｅｐ．２０１２
文章编号：２０９５－０４１１ （２０１２）０３－０００５－０４
一种原位 ＴｉＢ２ 颗粒增强铝基复合材料的制备及特性＊
ＣｕＡｌ２ 变为断续条状、颗粒状，且总量减少； 金相 溶＋１７０℃、６ｈ 时 效 处 理 后 维 氏 硬 度 比 相 应 处 理
观察表明，ＴｉＢ２ 数 量 及 分 布 变 化 不 大，这 是 由 于 Ａｌ－６Ｃｕ－０．２Ｍｇ－１Ｍｎ合金提高了１９．２％。
５０５℃的固溶温度根本不可能使高熔点的 ＴｉＢ２ 溶解
＊ 收稿日期：２０１２－０５－２１ 作者简介：薛忠华 （１９８７－），男，江苏南通人，硕士生；通讯联系人：谢飞。
Al2O3颗粒增强共晶铝锰基复合材料的腐蚀磨损性能
Al2O3颗粒增强共晶铝锰基复合材料的腐蚀磨损性能杨唐;刘炳;文锋;郭璐;赵明露【摘要】The metallographic structures of Al-Mn eutectic alloy and its composite were investigated by XRD and SEM. The mass loss, friction coefficient and wear trace of the samples were studied under three different kinds of friction conditions. And their properties of erosion resistance were analyzed by SEM and EDS. The results show that the shapes of brittle Al-Mn compounds are changed as A12O3 particle is added. The mass loss and friction coefficient of the samples under corrosive liquid and abrasive condition are less than those under corrosive liquid condition, but higher than those under dry sliding condition. Thepits of samples under corrosive liquid condition are more than those under corrosive liquid and abrasive condition, and the furrows of samples under corrosive liquid and abrasive condition are deeper than those under dry sliding condition by observing wear traces. As the particle size of abrasive increases, wear rates of erosion samples increase first and then decrease in 7m/s erosion speed, but decrease gradually in 3. 5m/s. In addition, the mass of Al-Mn eutectic alloy samples increase after the erosion test under the 3. 5m/s erosion speed and 0, 15-0. 212mm particle size condition.%选择铝锰共晶合金及其复合材料作为研究对象,用XRD,SEM,EDS分析试样.首先分析了试样的金相组织,再分析了它们在三种摩擦条件下的磨损失重、摩擦因数及磨痕形貌,最后分析其耐冲蚀性能.结果表明:Al2O3颗粒的加入改变了铝锰化合物的形态；试样在仅有腐蚀液条件下的磨损量和摩擦因数最大,在有腐蚀液加磨粒条件下次之,在干摩擦条件下最小；从磨痕形貌可知在仅有腐蚀液条件比在腐蚀液磨粒条件有更多的凹坑,在腐蚀液磨粒条件比干摩擦条件有更深的犁沟.在7m/s冲蚀速度下,冲蚀试样的磨损率随磨粒粒径的增大呈先增大后减小的趋势；在3.5m/s下,磨损率随磨粒粒径的增大而逐渐减小,合金在0.15～0.212mm粒径下实验后出现“增重”现象.【期刊名称】《材料工程》【年(卷),期】2013(000)003【总页数】7页(P83-89)【关键词】金相组织;腐蚀磨损机制;铝锰合金;复合材料【作者】杨唐;刘炳;文锋;郭璐;赵明露【作者单位】新疆大学机械工程学院,乌鲁木齐830008【正文语种】中文【中图分类】TG146.2新疆地处沙漠干旱地区，河流、水库的蒸发量较大，水质盐化较快，容易形成高矿化度盐碱水质，对材料腐蚀尤为突出[1，2］。
TiB2对TiAl基合金显微组织、力学性能及抗氧化性的影响
TiB2对TiAl基合金显微组织、力学性能及抗氧化性的影响肖树龙;荆科;徐丽娟;陈玉勇【摘要】采用水冷铜坩埚真空感应熔炼(ISM)技术制备β型TiAl合金Ti-45Al-2Nb-1.5V-1Mo-0.3Y(摩尔分数，%)及其复合材料Ti-45Al-2Nb-1.5V-1Mo-0.3Y(摩尔分数，%)＋3%TiB2(体积分数)两种材料，并对TiAl合金及其复合材料的显微组织、力学性能和抗氧化性能进行研究。
结果表明：加入TiB2后，TiAl合金中的晶粒尺寸和层片间距都得到细化，显微硬度、室温和高温抗拉强度提高，但室温伸长率略有下降，高温时复合材料表现出良好的塑性；800℃循环氧化100 h 后，TiAl合金和复合材料氧化表面均保持完整，未产生剥落；加入TiB2后，导致两种材料表面氧化物的生长形态发生变化，但两种材料的氧化增量和氧化层厚度相近，因此，TiB2对氧化物的生长形态有影响，但对抗氧化性能影响不大。
%TiAl-based alloy Ti-45Al-2Nb-1.5V-1Mo-0.3Y (mole fraction,%) and composites Ti-45Al-2Nb-1.5V-1Mo-0.3Y (mole fraction, %)+3%TiB2 (volume fraction) were prepared by induction skull melting (ISM). The microstructure, mechanical properties and oxidation resistance were studied. The results show that the composites exhibit much finer lamellar colony size and lamellar spacing compared with matrix. The micro-hardness and tensile fracture strength are improved at room temperature and 800℃, while the tensile elongation decreases at room temperature. The composites show good plastics at 800℃. After oxidation in air at 800℃for 100 h, the oxidation surfaces of matrix and composites show good quality with no micro-cracks observed. The growth morphologies of matrix oxidation surface change compared with those of composites. But the mass gain andthickness of oxide scale of composites are almost the same as those of matrix. So, TiB2 has some influence on the growth morphologies of oxide scale, but nearly has no influence on the oxidation resistance.【期刊名称】《中国有色金属学报》【年(卷),期】2016(026)012【总页数】7页(P2530-2536)【关键词】TiAl合金;显微组织;力学性能;抗氧化性;TiB2【作者】肖树龙;荆科;徐丽娟;陈玉勇【作者单位】哈尔滨工业大学材料科学与工程学院，哈尔滨 150001; 哈尔滨工业大学金属精密热加工国家级重点实验室，哈尔滨 150001;哈尔滨工业大学材料科学与工程学院，哈尔滨 150001;哈尔滨工业大学材料科学与工程学院，哈尔滨150001;哈尔滨工业大学材料科学与工程学院，哈尔滨 150001; 哈尔滨工业大学金属精密热加工国家级重点实验室，哈尔滨 150001【正文语种】中文【中图分类】TG146.2随着航空航天、汽车等领域的不断发展，对于材料的强度、性能提出了更高的要求。
原位自生TiB2颗粒增强铝基复合材料及其研究现状
随着 高新 技术 的快 速 发展 ， 传统 的单 一 材 料 已满 足 不 了社 会 各行业 的需 求 ， 新 材 料 的研 制 和 开 发 已成
为 当前研 究 的热点 ， 特 别是 具有 特殊 性能 的新材 料． 铝
污染 、 界 面结合 强度 高等 特点 ， 并 避 免 了外 加法难 以解
等 优点 ］ ， 在航 空 、 航天 、 汽车、 电子 和交 通运 输等 行业 具 有十分 广 阔 的应 用 前 景． 颗 粒 增 强铝 基 复 合 材料 因
具 有增强 颗粒 成本 低 、 复合 材料微 观结 构较 均匀 、 材料 性 能各 向 同性 以及 可采 用传 统 的金属 加工 工艺 进行加 工等优 点， 成 为 金 属 基 复 合 材 料 的 重 要 发 展 方 向之
决 的夹杂 物 、 界 面反 应及 润湿性 等 问题 ， 因而原 位 自生 颗粒 增强 复合 材 料 日益 受 到 重 视¨ ３ ］ ． 由于 受 到 反应
基 复合材 料 相对 于传 统 铝合 金 材 料 而 言 ， 具 有 高 比强
度、 高 比模量 、 良好 的耐 磨性 、 低膨 胀 系数 及 尺 强 相 与 基 体具 有 界 面 干 净 、 无
收 稿 日期 ： ２ Ｏ １ ２ 一ｌ １ —２ ３
ａ ｎ Ｍｅ ｔ ａ ｌ ｌ ｕ ｒ ｇ ｉ ｃ ａ ｌ 冶 金公 司根据 铝合 金 晶粒细 化剂 生产
基 金项 目 ： 国家高技术研究发展计划 （ ８ ６ ３ 计划 ） 项 目（ ２ ０ ０ ６ ＡＡ０ ３ Ｚ ５ ６ ８ ）
．
颗粒 增 强铝 基 复 合 材 料 研 究 中 的 一个 重 要 环
节是 复合 材料 的制 备． 颗 粒增 强 复合材 料 的制备 方法 ， 按 照颗粒 的加 人方 式分 为外 加法 （ 强制 加入 法 ） 和原位
原位TiB2颗粒增强ZL205铝基复合材料组织控制
原位 TiB2颗粒增强 ZL205 铝基复合材料组织控制摘要：通过混合盐反应内生的方法在ZL205铝合金基体中引入TiB2颗粒增强相，研究了TiB2颗粒增强ZL205复合材料铸态和热处理态的显微组织。
研究表明：TiB2颗粒增强ZL205复合材料基本相组成为α-Al相、CuAl2相及TiB2颗粒。
TiB2颗粒内生，改善了二者间的润湿性，促进分散，同时将颗粒增强体尺寸控制在1μm以下。
复合材料坯体挤压，利用晶粒之间的滑动促进颗粒分散，挤压后再进行热处理，促进了颗粒的进一步分散，TiB2颗粒团聚得到改善。
关键词：铝基复合材料；原位生成；微观组织引言金属基复合材料由于膨胀系数低、比刚比强度高等特点，在车辆载具、飞行器和3C电子等行业具有广阔应用前景，其中，颗粒增强铝基复合材料由于具有较低的原材料价格、良好的微观结构、稳定的各向同性性能、简单的制备加工过程等优点，是铝基复材的重要研究热点之一[1-2]。
TiB2颗粒作为增强体在铝基复合材料中备受关注，其具有熔点高、弹性模量高、强度硬度高，以及良好的导热、导电、腐蚀抗性等特点，目前被认为是理想的增强体，再者，TiB2颗粒原位生成具有粒径小、呈等轴状、表面洁净、界面稳定、润湿性好等特性，可提升铝基体的力学性能，已得到广泛的研究报道[3-4]。
Kumar S等人[5]发现，原位合成TiB2/Al7Si复合材料的弹性模量相比母材合金有明显提高。
Han等人[6]通过原位反应法制备TiB2/Al-Si合金复合材料，显著改善了增强相在基体中分布情况。
Wang等人[8]通过改良熔盐法，制备出TiB2/Al复合材料并研究了Ti、B元素收得率。
王浩伟等人[3]通过研究复合材料性能与增强颗粒尺寸、分布均匀性、体积分数等因素的关系，获得复材屈服强度与增强颗粒体积分数关联模型。
目前原位TiB2增强铝基复合材料的研究工作主要聚焦在材料的制备方法及室温力学性能上，基体材料则多为Al-Si系铝合金，较少报道ZL205为代表的Al-Cu系高性能铝合金材料的显微组织和高温力学性能的研究。
tib2颗粒增强铝基复合材料强化机制
Tib2颗粒增强铝基复合材料强化机制一、前言随着航空航天、汽车工程等领域的不断发展，对新一代轻质高强材料的需求日益增加。
铝基复合材料因其良好的力学性能和热学性能，成为了研究的热点之一。
Tib2颗粒增强铝基复合材料作为一种具有巨大应用潜力的新型复合材料，其强化机制备受关注。
本文将从微观和宏观两个方面来探讨Tib2颗粒增强铝基复合材料的强化机制。
二、宏观角度下的强化机制1. 根据组织强化理论铝基复合材料中的Tib2颗粒可以有效地进行组织强化。
Tib2颗粒的加入可以改善铝基复合材料的结晶度和晶界结构，从而增强材料的塑性和韧性，提高材料的抗拉强度和硬度。
2. 基体和颗粒间的相互作用Tib2颗粒可以与铝基复合材料的基体形成较好的结合，并且在加载时承受部分载荷，使得材料在受力时得到更均匀的分布，以此来增强材料的耐磨性和耐腐蚀性。
三、微观角度下的强化机制1. 颗粒尺寸效应Tib2颗粒的尺寸对铝基复合材料的强化效果有着重要影响。
研究表明，当Tib2颗粒的尺寸适当时，可以在材料中形成更多的位错，增加位错间的相互作用，从而显著提高材料的强度和硬度。
2. 化学反应Tib2颗粒与铝基复合材料基体在热处理过程中可能会发生一些化学反应，使得复合材料内部形成新的物相或化合物，从而使得材料的性能得到提升。
3. 相分布均匀性Tib2颗粒的均匀分布对铝基复合材料的强化效果至关重要。
若颗粒分布不均匀，可能导致材料的局部区域受力不均，从而降低了材料的整体性能。
四、结语Tib2颗粒增强铝基复合材料的强化机制是一个复杂而多维的问题，需要结合宏观和微观两个视角来进行全面的研究。
未来，可以通过进一步的材料设计和加工工艺优化，不断提升Tib2颗粒增强铝基复合材料的性能，以满足不同领域对于高性能轻质材料的需求。
在深入探讨Tib2颗粒增强铝基复合材料强化机制的过程中，我们还需要考虑在材料制备和加工过程中的影响因素，以及材料性能的变化规律。
下面将继续分析Tib2颗粒增强铝基复合材料的微观和宏观角度下的强化机制，以及对材料性能的影响。
三氧化二铝7075基复合材料的_摩擦磨损性能研究毕业论文
本科毕业论文题目：A l2O3/7075基复合材料的摩擦磨损性能研究摘要颗粒增强铝基复合材料因其特有的比重轻、比强度与比模量高、耐磨及耐高温等优良性能，在航空航天、电子和汽车制造等行业中具有广阔的应用前景。
研究了原位反应生成A1203制备颗粒增强铝基复合材料的工艺，其制备条件是:熔体温度900℃，CuO粉末与Al粉混合均匀，压制成块，加入铝液中搅拌，扒去表面的浮渣，将熔体浇铸到预热的模具中，快速冷却。
颗粒是在基体内部原位反应生成，颗粒细小，表面洁净，与基体结合良好。
将试样切割成块，在摩擦磨损机上分别设置20N，30N，40N，50N和转速为80r/min, 100r/min, 110r/min, 120r/min摩擦600s后称量其磨损量。
研究表明加入8% A1203后硬度和磨损性能大大提高，表面磨痕变浅。
关键词：原位反应；颗粒增强体；磨损性能AbstractPartieulate reinofreed metal martix compositesPossess several additional advantages such as light weight，high speeific strength and stinffess，wear-resistingand high temperature-resisting. Studing in situ reaction of A1203 particulate reinforced aluminum matrix composite prepared by the process, the preparation conditions are: melt temperature is 900 ℃, CuO powder mixed with Al powder, pressed into blocks, by adding aluminum liquid mixing, Pa to the surface scum, will melt into warm mold casting and rapid cooling. Particles within the matrix in situ in the reaction, small particles, surface cleanliness, and good substrate.The sample cut into pieces, the friction and wear machine were set to 20N, 30N, 40N, 50N, and speed 80r/min, 100r/min, 110r/min, 120r/min 600s after weighing the friction wear. The results show that, after adding 8% A1203 greatly improved hardness and wear resistance of the surface, the marks are shallow.Keywords：In situ reaction；particle reinforcement；Wear目录第一章绪论 (1)1.1颗粒增强金属基复合材料 (1)1.1.1颗粒增强金属基复合材料的制备工艺 (1)1.1.2颗粒增强金属基复合材料的原位反应制备方法 (3)1.1.3铝基原位复合材料的研究现状 (5)1.1.4颗粒增强铝基复合材料的应用及展望 (6)1.1.5原位反应铝基复合材料的研究发展方向 (6)1.2颗粒增强铝基复合材料耐磨性的研究现状 (8)1.2.1 增强颗粒的影响 (8)1.2.2 外加载荷的影响 (8)1.2.3 外部温度的影响 (9)1.2.4 滑动速度的影响 (9)1.3颗粒增强铝基复合材料主要表征参数 (9)1.3.1摩擦温度 (9)1.3.2摩擦系数 (10)1.3.3磨损量(耐磨性) (10)1.4颗粒增强铝基复合材料的应用 (11)1.5本文研究意义与内容 (11)第二章试验方案及工艺流程 (13)2.1原材料与设备 (13)2.1.1原材料 (13)2.1.2试验设备 (13)2.2 原位Al2O3颗粒的制备 (13)2.3试验流程图 (14)2.4试验步骤 (14)2.4.1试样制备 (14)2.4.2摩擦磨损试验 (15)2.4试验中的分析测试手段 (16)2.4.1金相组织观察 (16)2.4.2硬度测定 (16)2.4.3耐磨性测定 (16)第三章试验结果与分析 (17)3.1 金相组织分析 (17)3.1.1 基体材料与复合材料组织的对比 (17)3.1.2摩擦表面的组织观察 (17)3.2硬度测定 (18)3.3 耐磨性的分析研究 (19)3.3.17075铝合金与8%Al2O3/7075摩擦磨损性能的对比 (19)3.3.2转速对铝基复合材料摩擦磨损性能的影响 (20)3.3.3载荷对铝基复合材料摩擦磨损性能的影响 (21)结论 (22)参考文献 (23)谢辞 (25)第一章绪论现代科学的飞速发展对材料提出了越来越高的要求，除了优异的力学性能外，还希望材料具有某些特殊性能和良好的综合性能。
增强颗粒对铝基复合材料摩擦学性能的影响
增强颗粒对铝基复合材料摩擦学性能的影响摘要：近年来，铝基复合材料被广泛应用于航空航天、汽车、船舶及其他领域。
本文旨在研究增强颗粒对铝基复合材料摩擦学性能的影响。
通过对添加不同比例的SiC颗粒强化的Al/SiC 复合材料进行摩擦学测试，发现增强颗粒能显著提高材料的摩擦系数和磨损性能。
通过扫描电镜观察磨损表面，发现增强颗粒可以有效防止磨损表面的塑性变形，并且可以形成更加均匀的摩擦副接触面，从而提高材料的耐磨性能。
关键词：铝基复合材料；增强颗粒；摩擦学性能；磨损性能Introduction：铝基复合材料是一种具有高强度、高刚度、高耐腐蚀性和轻重量等优点的新型材料。
由于其优良的性能和广泛的应用价值，铝基复合材料已经成为各个领域的研究热点。
其中，增强颗粒的加入对铝基复合材料的性能有着重要的影响。
本文旨在研究增强颗粒对铝基复合材料摩擦学性能的影响。
Experimental Method：本文选择了SiC颗粒作为增强材料，制备了不同比例（5%，10%，15%）的Al/SiC复合材料，并对其进行了摩擦学测试。
测试采用了球盘式摩擦磨损实验机，测试负载为10N，滑动速度为200mm/min。
测试时间为60min，测试温度为室温。
测试过程中，通过时时监测摩擦系数和磨损量，记录测试数据。
Results and Discussion:通过对不同比例的增强颗粒强化的Al/SiC复合材料进行摩擦学测试，得到了如下结果（见表1）。
表1 不同比例SiC增强颗粒对摩擦学性能的影响比例（%）摩擦系数磨损量（mm）0 0.28 0.1215 0.35 0.10910 0.40 0.08415 0.46 0.063通过上述结果可以发现，随着增强颗粒比例的增加，摩擦系数和磨损量都呈现出逐渐升高的趋势。
这表明增强颗粒的加入能够显著提高铝基复合材料的摩擦学性能和磨损性能。
具体来说，增强颗粒可以改善摩擦副表面的接触强度，增加摩擦表面的抗磨损性能，从而降低材料的磨损程度。
《TiB2颗粒增强铝基复合材料搅拌摩擦焊接及焊缝金属迁移行为研究》
《TiB2颗粒增强铝基复合材料搅拌摩擦焊接及焊缝金属迁移行为研究》一、引言随着现代工业的快速发展，对材料性能的要求日益提高，尤其是对于具有高强度、轻质、耐腐蚀等特性的材料需求尤为迫切。
TiB2颗粒增强铝基复合材料因其优异的物理和机械性能，在航空航天、汽车制造、电子封装等领域得到了广泛应用。
然而，该类材料的连接技术仍面临诸多挑战。
其中，搅拌摩擦焊接作为一种固相连接技术，因其独特的焊接原理和优良的焊接质量，成为了该类材料连接的重要手段。
本研究将探讨TiB2颗粒增强铝基复合材料的搅拌摩擦焊接技术及焊缝金属迁移行为。
二、TiB2颗粒增强铝基复合材料的特点TiB2颗粒增强铝基复合材料具有高硬度、高模量、良好的导电导热性能等优点。
其中，TiB2颗粒的加入有效提高了铝基体的力学性能和耐磨性能。
然而，由于其不均匀的分布和较高的硬度，使得该类材料的加工和连接成为一项挑战。
三、搅拌摩擦焊接技术及其应用搅拌摩擦焊接技术是一种固相连接技术，通过摩擦热和塑性变形实现材料的连接。
该技术具有焊接质量高、热影响区小、无需填充材料等优点。
在TiB2颗粒增强铝基复合材料的连接中，搅拌摩擦焊接技术得到了广泛应用。
四、TiB2颗粒增强铝基复合材料的搅拌摩擦焊接过程在搅拌摩擦焊接过程中，焊具的旋转和移动产生摩擦热，使焊缝金属达到塑性状态。
此时，TiB2颗粒在焊缝中起到强化作用，提高了焊缝的力学性能。
同时，通过控制焊接参数（如焊接速度、旋转速度等），可以实现对焊缝质量的精确控制。
五、焊缝金属迁移行为研究在搅拌摩擦焊接过程中，焊缝金属的迁移行为是影响焊缝质量的重要因素。
通过研究焊缝金属的流动、变形及分布情况，可以深入了解焊缝的力学性能和连接质量。
研究表明，TiB2颗粒的加入使得焊缝金属的迁移行为发生了明显变化。
一方面，TiB2颗粒阻碍了金属的流动和变形；另一方面，其高硬度和良好的导热性能有助于提高焊缝的力学性能和耐磨性能。
六、结论本研究通过实验和理论分析，深入探讨了TiB2颗粒增强铝基复合材料的搅拌摩擦焊接技术及焊缝金属迁移行为。
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(TiB2+α-Al2O3)颗粒增强铜基复合材料的原位反应机理及摩擦磨损性能研究硕士专业学位论文(TiB2+仅．A1203)颗粒增强铜基复合材料的原位反应机理及摩擦磨损性能研究作者：蒋娅琳指导教师：朱和国教授南京理工大学2015年01月Master DissertationReaction pathways and Friction and wear ·●- -·J-orooerties ol the in-situ cooper matrixcomposites reinforced by(TiB2+仅--A1203)J● lD articlesJiang YalinSupervised by Pyoj．Zhu HeguoNanj ing University of Science＆TechnologyJanuary,2015声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。
与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均己在论文中作了明确的说明。
研究生签名：孪泌尸阵乡月碉学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。
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研究生签名：矽篮年乡月徊硕士学位论文(TiB2+o【．A1203)颗粒增强铜基复合材料的原位反应机理及摩擦磨损性能研究摘要本文采用放热弥散法()(D)成功以A1．Ti02．B．Cu、A1．Ti02．B203．Cu体系为原料通过原位反应法制备了以(TiB2+仅．A1203)颗粒为增强相的铜基复合材料。
对A1．Ti02．B．Cu和A1．Ti02一B203．Cu系进行了反应热力学计算，通过真空烧结两种体系，对生成物进行SEM 观察和EDS能谱检测，并结合XRD分析结果鉴定反应产物的相组成，根据反应产物类型建立反应模型，分析反应过程，研究反应机理。
结果表明，体系可以按热力学方向进行，分别生成0【．A1203和TiB2增强相，可以制备出颗粒增强的铜基复合材料。
同时本课题对该两种体系制备出来的复合材料进行了摩擦磨损性能研究。
反应机理研究表明：A1．Ti02．B．Cu系在烧结过程中发生了四步化学反应，每步反应的表观活化能分别为590．5kJ·mol～，708．0kJ·m01．1，354．6kJ·mol。
1和346．4kJ·mol～。
A1．Ti02．B203．Cu系在烧结过程中共有两步反应，每步反应的表观反应活化能分别为 1 68．9 kJ．mol。
1和342．8kJ．mol～。
摩擦磨损性能研究表明：在所研究的三种体积分数的材料当中，体积分数为30v01．％时A1．Ti02．B．Cu系和A1．Ti02．B203．Cu系的耐磨性能最低，太高的增强相体积分数破坏了铜基的软韧性，脆性急剧升高，在实验过程中容易脆断。
对于增强相体积分数为20v01．％，10v01．％的铜基复合材料，在常温下，体积分数为10v01．％的摩擦磨损性能最高增强相大小分布均匀，摩擦所形成的犁沟浅且窄。
摩擦系数变化范围不大。
摩擦磨损性能较为稳定。
随着滑动速率的增加，材料的磨损量在一定范围内先升高后下降。
这是由于材料在磨损过程中产生了硬化膜，这层硬化膜阻碍了摩擦进程。
A1．Ti02．B203．Cu(10v01．％)的试样在摩擦磨损过程当中最早出现下降趋势，减小了磨损量，有相当耐磨损能力。
关键词：原位反应，反应机理，增强相，活化能，摩擦磨损性能AbstractIIl this paper,heat diffusionmethod(XD)was used to fabricate(TiB2+仪。
A1203) p耐iculate reinf-orced copper matrix composites through in‘situ reactionmethod SUCcessfullY台om A1．Ti02．B 。
CUA1．Ti02．B203．Cu system as raw materials 。
The reaction thermodynamlcs of the A1．Ti02．B ．Cuand A1．Ti02．B203．Cu systems were calculated ，andthe SEM observation a11d EDS spectrum of the reaction products were analyzed ，the phase composltlon ofreaCtion products were identified combining with XRD ，thereaction process model werebuilt to explore the reaction mechanism ．The results show that the A1-Ti02‘B -Cu ， A1．Ti02．B203．Cu systemreacted in accordance with the reaction thermodynamics ，觚dgenerate theⅨ．砧203 and TiB2 particle reinforced phase respectively ．Snldies haVeShoWn that the reactions in A1-Ti02-B —Cu system during sintering process could be divided in four steps ：the apparent activation energyof each reaction steP Was 590．510．mol ～．708．010．m01一，354．610．mol ～and 346．410-mol ～．Reactions 洫A1_Ti02。
B203。
Cu systemduring sintering process could be dividedin two steps ：the apparent actlvatlon ene 略y of each reaction stepWas 1 68．9 10·mol～and 342．810‘mol 一，respectively· Results0f 衔ctionand wear properties indicate ：whether A1-Ti02‘B -CuorA1．Ti02．B203．Cu system ，whenvolume fractionof reinforcement was 30vol·％，the friction andwear Droperties were the worst ，because high volume fraction destroyedthe copper mamxtoughness ，a11d caused a sharp increase in brittle ，and easily broken in the process of frictlon andwear ． For 20v01．％．10v01．％of me material ，at room temperature ，the 1 0v01．％volume fraction ofthe materials possess best friction and wear properties and distribution uniformity,friction 缸Towsfomed narrow m f riction coefficient varies among a small range·Friction and wearproperties were stable ．When condition Was S=600m ，L=20N ，A1．Ti02一B —Cu composite materialwith 20vol·％has the best frictionandwear properties ． Butwith 1 0vol·％volume fraction ofA1．Ti02．B203．Cuhas the best friction and wear properties under the same condition‘Key w 。
rd ：reaction mechanism ，in-situ reaction meth 。
d ，reinforcement ，apparent ac{tiVationenergy,friction andwear properties11硕士学位论文(TiB2+ct．A1203)颗粒增强铜基复合材料的原位反应机理及摩擦磨损性能研究目录摘要IAbstract ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．II 目j 豪．．．．．．．．．．．．III1绪论．1 1．1原位反应技术．1 1．1．1固／固反应法．1 1．1．2液／固反应法．2 1．1．3液／液反应法．3 1．1．4液／气反应法．3 1．2铜基复合材料的磨擦磨损性能研究现状．4 1．2．1颗粒增强铜基复合材料的摩擦磨损性能4 1．2．2自润滑铜基复合材料的摩擦磨损性能4 1．2．3纤维增强铜基复合材料的摩擦磨损性能5 1．2．4碳纳米管增强铜基复合材料的摩擦磨损性能5 1．3颗粒增强铜基复合材料的研究现状．7 1．4本课题研究的主要内容和意义．7 2实验材料及方案。
8 2．1实验材料准备．8 2．2实验设备．8 2．3样品制备8 3两种体系的热力学分析1 o4反应机理分析134．1 A1．Ti02．B．Cu(30v01．％)系的反应机理分析 1 3 4．2 A1．Ti02．B．Cu(30v01．％)系的活化能计算19 4．3 A1．Ti02．B203．Cu(30v01．％)系的反应机理分析一22 4．4 A1．Ti02．B203．Cu(30v01．％)系的活化能计算一26 4．5小结一27 5摩擦磨损性能分析285．1实验．29 5．2实验数据与分析．．30 5．3小结46III目录6结论．．。