用差示扫描(DSC)分析SiCp/Al复合材料界面反应特性

【作者】 曲寿江； 冯艾寒； 耿林； 韩杰才；

【机构】 哈尔滨工业大学复合材料研究所；

【摘要】 Si Cp/Al复合材料以其高的比模量、比刚度、高温强度、低的热膨胀系数、良好的耐磨性、可加工性及各项同性而为人们所瞩目。Si C/Al机械性能较高原因是其界面结合强度较高。研究复合材料的界面特性,不仅可以提高材料性能,而且可以控制准确的工艺参数以获得理想的界面强度。然而,用传统的试验方法研究增强相与基体之间的界面反应特性比较困难。本文用TEM及DSC方法研究50%Si Cp/Al复合材料界面反应特性。当复合材料在高温下加热时,由界面反应所释放Si的含量增加,从而导致液相线温度降低。因此测量固相线温度可以测量Si的含量,从而定量计算复合材料中Al₄C₃的含量。这个方法是基于固相线的温度随Si含量的增加而减少。将50%Si C/Al复合材料以10oC/min的升温速度加热到指定温度,保温4小时。结果表明,650oC保温处理时,复合材料中发生了明显的界面反应。复合材料铸态及不同温度热处理时DSC分析结果,表明其热效应曲线有所不同。在铸态复合材料中,当升温时,吸热峰在635oC时出现,吸热峰代表复合材料熔化。不同温度热处理状态下的DSC曲线结果表明,固相线温度有所不同。由界面反应释放的Si元素形成了共晶Al-Si,从而使复合材料的机械及物理性能下降。其中两个吸热峰分别代表共晶Al-Si峰及初晶铝吸热峰。较低温度的吸热峰代表共晶Al-Si的熔化,较高温度的吸热峰代表初晶铝的熔化。更多还原