如何用粉末冶金法制作新型材料铝基碳化硅?
粉末冶金工艺是最常采用的且最早用于制备纳米颗粒增强铝基碳化硅复合材料的工艺之一。其制备过程是:先将陶瓷颗粒增强体与铝合金基体粉末在球磨罐中均匀混合,混合过程既可以干混也可以在液体环境下进行。混合后的粉体经过冷压成坯、真空排气、热压烧结及后续处理(如挤压、轧制、热处理等)制得所需的复合材料。其过程示意图如下。
粉末冶金工艺制备过程一般在真空或保护气氛防护下进行且烧结温度低于铝合金的熔点,从而大大的降低了发生界面反应的可能性。粉末冶金法制备铝基碳化硅复合材料可以大范围调控陶瓷颗粒的尺寸和含量,而且可以保证纳米颗粒增强体在基体中较均匀的分布,减少团聚与偏析的出现,从而使复合材料得到增强。
该方法的缺点则在于材料容易出现气孔,致密度不高。因此,必须通过挤压、轧制或热处理等工艺进行二次处理以改善其致密度及机械性能。此外,粉末冶金制备工艺比较繁琐,通常需要密封、真空或者保护气氛的工作条件,而且烧结温度选择不当会导致偏析。
与传统铝基碳化硅复合材料相比,新型铝基碳化硅复合材料塑性提升一倍以上,同时保持高强度、高各向同性、高耐磨性和稳定性,可以广泛用于航空航天制造和汽车机械业。
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