碳化硅网眼陶瓷增强铝基复合材料研究
高的尺寸稳定性等非常优异的性能，可广泛应用于航空航天、军事、交通运输、电子、体
育运动等领域。 本论文采用无压浸渗法制备SiC网眼陶瓷增强Al基复合材料（3D-SiC/Al），
在SiC粉体/铝合金（SiCP/Al，添加活性元素 Mg、Si、Ti、Cu）研究的基础上，重点研究
了 Cu 的添加对复合材料界面微观组织的影响。实验结果表明，活性元素 Cu 对基体合金
与SiC网眼陶瓷之间的湿润性具有改善作用，合金体系配方中Cu 含量为2%~3%时，SiC
陶瓷相/Al合金复合材料相界面结合最好。5678
关键词：碳化硅网眼陶瓷；铝合金；复合材料；制备
Study of Silicon Carbide Reticulated Ceramics Reinforced
Aluminium Matrix Composites
Abstract: Co-continuous ceramic composites can be used in the field of aerospace industry,
military, traffic transport industry, electronic industry, sports, etc. owing to their excellent
properties such as high specific strength, high modulus, low thermal conductivity and high
dimensional stability. The SiC reticulated ceramics reinforced aluminum matrix composites
(3D-SiC/Al) were fabricated by pressureless infiltration process. On the basis of studying SiC
particulate reinforced aluminum matrix composites (SiCP/Al with adding active elements, such
as Mg, Si, Ti), the effect of Cu on the interfacial microstructure of 3D-SiC/Al composites were
investigated. The results show that it is beneficial for the active elements Cu to improve the
wettability of 3D-SiC/Al alloy systems and the interfacial bond strength between reinforcement
and matrix. When the amount of Cu in the alloy is 2%~3%, the interface bonding of 3D-SiC
and Alalloy is the best.
Key Words: SiC reticulated ceramics; Al alloy; composite material; preparation
目 录
1 引言 1
1.1 金属基复合材料简介 …1
1.1.1 金属基复合材料概况 …1
1.1.2 金属基复合材料分类 …1
1.2 SiC 增强 Al 基复合材料 …3
1.2.1 SiC 增强 Al 基复合材料概况 …3
1.2.2 SiC 增强 Al 基复合材料研究现状与应用 …3
1.3 网眼陶瓷/金属基复合材料 4
1.3.1 网眼陶瓷/金属基复合材料概况 …4
1.3.2 网眼陶瓷/金属基复合材料的性能与应用 …5
1.3.3 陶瓷相/金属相的润湿和界面结构 8
1.3.4 网眼陶瓷/金属基复合材料的制备工艺 10
1.4 SiC 网眼陶瓷增强 Al 基复合材料 11
1.4.1 SiC 网眼陶瓷增强 Al 基复合材料概况 11
1.4.2 开发与应用中存在的问题 11
1.5 本课题研究意义与内容 …12
2 实验部分 14
2.1 实验原料 14
2.2 实验设备 14
2.3 实验方法 16
2.3.1 SiC颗粒/Al+Mg+Si+Ti+Cu复合材料的制备方法 …16
2.3.2 SiC网眼陶瓷/Al+Mg+Si+Ti+Cu复合材料的制备方法 …16
2.4 实验过程 17
2.4.1 SiC颗粒/Al+Mg+Si+Ti+Cu复合材料的制备过程 …17
2.4.2 SiC网眼陶瓷/Al+Mg+Si+Ti+Cu 复合材料的制备过程 …21
2.5 试样表征 23
3 实验结果与分析 24
3.1 SiC 颗粒/Al+Mg+Si+Ti+Cu 复合材料试样分析 24
3.1.1 试样综合情况分析24
3.1.2 试样强度分析 25
3.1.3 试样尺寸分析 25
3.2 SiC 网眼陶瓷/Al+Mg+Si+Ti+Cu 复合材料试样分析 26