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適用于鋁、鎂、銅等基體的復(fù)合材料的制作

  合金液體在浸滲中不斷發(fā)生分流聚合使得各個(gè)流道相互連通形成流動(dòng)網(wǎng),這是合金液體在顆粒層中浸滲的特點(diǎn)之一。顆粒層中浸滲的另一特點(diǎn)是,微觀流動(dòng)方向和宏觀滲入方向始終保持一致。第三個(gè)特點(diǎn)是浸滲過(guò)程中的流動(dòng)是非平衡連續(xù)的,這是因?yàn)榭紫逗龃蠛鲂。黧w在填充孔隙時(shí)發(fā)生跳躍。氣壓浸滲鑄造法在外加氣體壓力作用下,金屬液體浸入增強(qiáng)材料預(yù)制型間隙的方法被稱為氣壓浸滲鑄造法,因此這種方法也屬于浸滲的范圍。這種方法的具體操作是:先將增強(qiáng)體制成預(yù)制件放入模腔中,加熱并抽真空,然后在預(yù)制型上澆注合金液體,再用氣壓把金屬熔體壓入模腔,使金屬熔液浸滲預(yù)制件,在速冷后脫模即得到復(fù)合材料。用該法可以制得較致密的復(fù)合材料,由于先抽真空再加以較小的壓力,對(duì)纖維損傷較小,因而用該法制得的復(fù)合材料具有較好的力學(xué)性能。壓力浸滲鑄造法不僅適用于纖維增強(qiáng)鋅基復(fù)合材料的制備,而且也適用于鋁、鎂、銅等基體的復(fù)合材料的制作。
  浸滲類型Z.Xia等在實(shí)驗(yàn)中觀察發(fā)生液體微觀流動(dòng)浸滲有三種類型。一種是均勻浸滲,浸滲前沿保持平面,浸滲速率在整個(gè)試樣截面保持一致;另一種是非均勻浸滲,即液體僅在纖維束間流動(dòng),而在纖維束內(nèi)部沒(méi)有流動(dòng);第三種是介于二者之間。由此看出影響浸滲的因素不僅有潤(rùn)濕性,而且與增強(qiáng)體的分布有關(guān)系。如果纖維體積V大于某一臨界值V,則認(rèn)為纖維是均勻分布的。根據(jù)這樣兩個(gè)因素,他們把浸滲狀態(tài)分成四種情況。一是H<90b,V;這種情況下毛細(xì)管力是動(dòng)力,在低壓下即可實(shí)現(xiàn)浸滲。這是一種預(yù)制型分布均勻而不潤(rùn)濕的情況,這時(shí)有較大的毛細(xì)管力及粘滯阻力,外界必需給液體施加較大壓力,金屬才能進(jìn)入預(yù)制型。這種壓力大可達(dá)100MPa.第三種。這種情況是不均勻分布,但具有良好潤(rùn)濕性。帶來(lái)的問(wèn)題是液態(tài)金屬很難浸入纖維束內(nèi)部。要實(shí)現(xiàn)完全浸滲,必需在外界增加足夠大的壓力。第四種情況是H>90b,V。液體浸入的阻力較大。
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