金屬基復(fù)合材料浸滲鑄造的理論及實(shí)踐問(wèn)題預(yù)制型制作通常采用短纖維漿液排水后擠壓制成。排水后的短纖維于模具內(nèi)微微加熱可去除殘余水分。有些模具具有吸水系統(tǒng),水分由吸水系統(tǒng)排出,然后進(jìn)行擠壓。對(duì)于簡(jiǎn)單形狀的構(gòu)件,也可以由顆粒增強(qiáng)體及長(zhǎng)纖維制成預(yù)制型。對(duì)于柱體形式,可用長(zhǎng)纖維纏繞成形制成預(yù)制型。預(yù)制型制作時(shí)的壓力決定了纖維在合金中的體積比。壓力過(guò)大會(huì)造成纖維破斷。另外還會(huì)增大合金液體浸滲的壓力。為了使預(yù)制型在使用中能保持其剛度及形狀不變,可以使用粘結(jié)劑。特別是在復(fù)合材料要求的纖維體積比高時(shí),要用粘結(jié)劑。粘結(jié)劑有高溫粘結(jié)劑和低溫粘結(jié)劑。常用的硅膠及氧化鋁基粘結(jié)劑為高溫粘結(jié)劑。
粘結(jié)劑可通過(guò)制成懸浮液加入纖維中。它們沉積在纖維表面使纖維之間形成網(wǎng)絡(luò)。一般粘結(jié)劑的加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%.粘結(jié)劑殘留物在液體浸滲過(guò)程中發(fā)生化學(xué)反應(yīng),不僅影響復(fù)合材料的界面性能,還會(huì)影響成形后進(jìn)行的時(shí)效性能。合金液體的浸滲過(guò)程根據(jù)前述分析已知,浸滲需要在一定的外界壓力下實(shí)現(xiàn)。根據(jù)液體浸入方向與纖維的排列方向不同,浸滲可分成縱向浸滲和橫向浸滲兩部分。縱向流動(dòng)是浸滲方向與纖維方向平行,而橫向流動(dòng)指浸滲方向與纖維方向垂直。橫向浸滲時(shí),流體流動(dòng)阻力大。這是因?yàn)榱鲃?dòng)通道復(fù)雜不暢。但是橫向浸滲的路徑要小于縱向,可減少合金液體與纖維的接觸時(shí)間。合金液體在顆粒層中的浸滲一般是在壓力和真空下進(jìn)行的。由于顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料中顆粒的尺寸、形狀不一致,因而流道比纖維預(yù)制體的流道還要復(fù)雜。
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