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与传统外加增强体【环氧板】材料相比

              与传统外加增强体【环氧板材料相比

环氧板材料一般由金属基体和陶瓷增强相组成,除了金属基体和陶瓷增强体的种类及体积分数,金属基体/陶瓷增强相的界面结构对环氧板材料的性能影响很大。本章前述液态金属浸渗法、液态金属搅拌铸造法等传统工艺方法都是通过环氧板外加增强体与金属基体以制备环氧板材料的方法,工艺过程较为复杂。这些工艺方法中增强体与金足其体润湿性差,容易造成界面结合不良,或增强体与金属基体在制备或服役过程中发生化学反应,导致环氧板材料的性能下降。虽然可以通过增强体表面改性、合金元素改性或真空乐力辅助等方法缓解或解决这些问题,但组织控制较困难、工艺较复杂、成本较高。针对这些问题,发展了原位自生成法。


原位自生成法是指增强体在环氧板材料的制备过程中在金属基体中原位生成的方法。原位自生成法中增强体可以以共晶的方式从基体中定向凝固析出,称为定向凝固法;也可以通过化学反应生成,称为反应自生成法。与传统外加增强体环氧板材料相比.原位自生复合材料中增强体与基体相容性好,界面清洁.结合力强且增强体尺寸、体积分数可以通过调整工艺参数有效控制。


12.4.1定向凝 固法


定向凝固法应用于共晶(偏品)合金体系,通过控制共晶合金凝固过程中的基固方向,在基常向凝固法应用于共晶(偏晶)合金体系,通过控制共晶合金凝固过程中的凝固方向,在基休中定向凝固析出排列整齐的类似纤维的条状或片层状共晶增强体,制备得到环氧板材常见的定向凝固法的原理。定向凝固法一般采用感应线圈加热,当铸型型壳被预热到一定过热温度后,浇人过热的合金液,将铸型以一定的速度向下拉出,经时冷却圈时得到一定的温度梯度,形成定向凝固自生共晶复合材料,整个过程需要在真空或惰性气氛保护下进行。


定向凝固法的关键工艺参数主要有两个:①凝固过程中固/液界面前沿液相中的温度梯座:②固-液界面的推进速度,即凝固速度。通过控制不同的工艺参数,纤维状共晶的尺寸可在1 um 至数百微米之间变化,以及体积分数可在百分之几至百分之二十间变化。 为了维持稳定的固液界面,保证共晶能够稳定的定向凝固,凝固速度通常需要非常慢(1~5cm/h)。一般而言,为了使增强体成共晶杆状而不是片层状,提高增强效果,需要有大的温度梯度和较低的凝固速度。定向凝固自生环氧板材料的典型组织,图(a)为纵向组织,图(b)为横向组织,可见共晶增强体呈纤维状均匀分布。

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