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原位生成TiCx增強Al-Cu-Mg合金抗蠕變性能
發布時間:2018-09-25 14:30:02發布者:Admin新聞種類:前沿動態

Al基復合材料具有輕質高強的特點,因此,針對此材料的的高溫抗蠕變性能研究也已經開展了數十年之久。研究者通過在基體中引入Al2O3、SiC、TiC以及B4C等粒子抑制位錯運動,從而實 現較高的抗蠕變性能。本文采用原位生成增強相納米粒子的方法實現了Al-Cu-Mg抗蠕變性能的提升(如圖1),同時避免有外添加法(ex situ 如粉末冶金)可能導致的基體污染問題。

圖1

原位生成的TiCx納米粒子在晶粒內部及晶界處均有分布,且原位生成的納米粒子與Al復合材料基體結合良好,失配度為5.6%(如圖2)。

圖2

Al-Cu-Mg基體中,在受到長時間外力作用時,相鄰晶粒通過旋轉將大角度晶界轉變為小角度晶界,而小角度晶界通過應力作用下的遷移進一步消失,至此相鄰晶粒融合形成更大的晶粒。而 在具有原位生成納米TiCxAl-Cu-Mg基體中,當相鄰晶粒通過旋轉將大角度晶界轉變為小角度晶界后,小角度晶界受到納米粒子的釘扎作用而無法繼續遷移形成較大晶粒,而晶粒內的部分位 錯則由于納米粒子的釘扎作用而運動受限,因此,TiCx納米粒子的存在導致了更高的抗蠕變性能(如圖3)。

圖3

綜上,本文通過原位生成TiCx納米粒子構建了具有更高抗蠕變性能的Al-Cu-Mg合金復合材料,對于致力于改善合金材料機械性能的研究,具有很好的借鑒與參考意義。

來源:Lei Wang, Feng Qiu, Qinglong Zhao, Min Zha & Qichuan Jiang. Superior high creep resistance of in situ nano-sized TiCx/Al-Cu-Mg composite, Scientific Reports, 2017, 7, 4540.

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