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原位生成TiCx增强Al-Cu-Mg合金抗蠕变性能
发布时间:2018-09-25 14:30:02发布者:Admin新闻种类:前沿动态

Al基复合材料具有轻质高强的特点,因此,针对此材料的的高温抗蠕变性能研究也已经开展了数十年之久。研究者通过在基体中引入Al2O3、SiC、TiC以及B4C等粒子抑制位错运动,从而实 现较高的抗蠕变性能。本文采用原位生成增强相纳米粒子的方法实现了Al-Cu-Mg抗蠕变性能的提升(如图1),同时避免有外添加法(ex situ 如粉末冶金)可能导致的基体污染问题。

图1

原位生成的TiCx纳米粒子在晶粒内部及晶界处均有分布,且原位生成的纳米粒子与Al复合材料基体结合良好,失配度为5.6%(如图2)。

图2

Al-Cu-Mg基体中,在受到长时间外力作用时,相邻晶粒通过旋转将大角度晶界转变为小角度晶界,而小角度晶界通过应力作用下的迁移进一步消失,至此相邻晶粒融合形成更大的晶粒。而 在具有原位生成纳米TiCxAl-Cu-Mg基体中,当相邻晶粒通过旋转将大角度晶界转变为小角度晶界后,小角度晶界受到纳米粒子的钉扎作用而无法继续迁移形成较大晶粒,而晶粒内的部分位 错则由于纳米粒子的钉扎作用而运动受限,因此,TiCx纳米粒子的存在导致了更高的抗蠕变性能(如图3)。

图3

综上,本文通过原位生成TiCx纳米粒子构建了具有更高抗蠕变性能的Al-Cu-Mg合金复合材料,对于致力于改善合金材料机械性能的研究,具有很好的借鉴与参考意义。

来源: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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