界面反应产物对B4C/Al复合材料颗粒润湿性及界面强度的影响机制

摘要：

采用搅拌铸造法制备了B4C/Al复合材料,利用实验分析结合第一性原理计算的方法,探讨了界面反应产物Al3BC和TiB2对B4C/Al复合材料颗粒润湿性及界面结合强度的影响机制.结果表明,界面反应产物为Al3BC时,B4C颗粒润湿性没有得到实质性改善,存在明显的颗粒团聚现象,界面结合强度较低且过度的界面反应使B4C颗粒分解损耗严重,导致B4C颗粒增强效果不明显;而通过添加Ti元素使界面反应产物为TiB2时,颗粒润湿性明显改善,B4C颗粒团聚现象显著减少,界面结合强度较高,力学性能得到显著提高.这主要是由于不同终端的Al(111)/TiB2(0001)界面黏附功均大于Al(111)/B4C(0001)的界面黏附功,表明界面反应产物TiB2可以提高B4C颗粒的润湿性,而界面反应产物Al3BC对提高B4C颗粒的润湿性非常有限;Al(111)/Al3BC(0001)和Al(111)/TiB2(0001)的界面上均形成了混合的共价键/金属键;Al(111)/TiB2(0001)的界面上的化学键作用力更大,相应地界面结合强度也更大.

关键词：B4C/Al复合材料、第一性原理、润湿性、力学性能、黏附功、偏态密度(PDOS)

所属期刊栏目：39

分类号：TB333(工程材料学)

资助基金：江西省自然科学基金面上项目;博士科研启动基金

在线出版日期：2022-07-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：2941-2948