20vol％体积分数纳米Al2O3颗粒增强铝基复合材料的高温压缩性能

摘要：

为提高铝基材料的高温力学性能以满足其在573 K以上用于航空航天装备结构件的性能需求,采用高能球磨结合真空热压烧结工艺制备了体积分数高达20vol％的纳米Al2O3颗粒(146 nm)增强铝基复合材料,对其微观结构和高温压缩性能进行了研究.结果表明:纳米Al2O3颗粒均匀分散于超细晶铝基体中,且复合材料完全致密;该复合材料具有优异的高温压缩性能:应变速率为0.001/s时,473 K时压缩强度高达380 MPa,即使673 K时依然高达250 MPa,比其他传统铝基材料提高至少1倍;通过对其流变应力进行基于热激活的本构模型拟合可以发现,该复合材料具有高的应力指数(30)和表观激活能(204.02 kJ/mol).这是由于高体积分数纳米颗粒能够有效钉扎晶界,并与铝基体形成热稳定的界面结合,显著提高复合材料的组织热稳定性,而且在变形过程中与晶界有效阻碍位错运动,显著提高复合材料的热变形门槛应力(在473～673 K时为190.6～328.4 MPa),其热变形过程可以由亚结构不变模型进行解释.

关键词：铝基复合材料、纳米Al2O3颗粒、高温压缩强度、门槛应力、亚结构不变

所属期刊栏目：40

分类号：TB331(工程材料学)

资助基金：四川省重点研发项目2020YFG0140

在线出版日期：2023-03-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：1118-1128