第7章金屬基復(fù)合材料的凝固

1、2022-2-121/952022-2-122/952022-2-123/952022-2-124/95牛糞牛糞+黃泥黃泥復(fù)合材料：糧囤內(nèi)層，防復(fù)合材料：糧囤內(nèi)層，防漏，防蟲，強化漏，防蟲，強化2022-2-125/952022-2-126/952022-2-127/952022-2-128/952022-2-129/952022-2-1210/952022-2-1211/952022-2-1212/95第二節(jié)第二節(jié) 金屬基人工復(fù)合材料的凝固金屬基人工復(fù)合材料的凝固2022-2-1213/952022-2-1214/952022-2-1215/952022-2-1216/952022-2-12

2、17/952022-2-1218/952022-2-1219/95兩纖維平行接觸，所需壓力：兩纖維平行接觸，所需壓力：2022-2-1220/952022-2-1221/952022-2-1222/95ZA22合金常壓鑄態(tài)組合金常壓鑄態(tài)組織織ZA22合金高壓鑄態(tài)組合金高壓鑄態(tài)組織織ZA22/Al2O3復(fù)合材料組織復(fù)合材料組織2022-2-1223/952022-2-1224/952022-2-1225/95陶瓷顆粒在基體中是陶瓷顆粒在基體中是否均勻分布取決于顆否均勻分布取決于顆粒與凝固界面的相互粒與凝固界面的相互作用作用大多數(shù)復(fù)合材料中大多數(shù)復(fù)合材料中顆粒分布不均勻顆粒分布不均勻2022-2-

3、1226/95金屬基復(fù)合材料中金屬基復(fù)合材料中陶瓷顆粒與凝固界陶瓷顆粒與凝固界面的相互作用面的相互作用2022-2-1227/95陶瓷顆粒陶瓷顆粒被凝固界被凝固界面排斥面排斥2022-2-1228/95陶瓷顆粒仍然被凝固陶瓷顆粒仍然被凝固界面所排斥界面所排斥2022-2-1229/95陶瓷顆粒被凝固界面捕捉陶瓷顆粒被凝固界面捕捉2022-2-1230/952022-2-1231/952022-2-1232/95可見可見, 顆粒層等效毛細半徑與顆粒體積分?jǐn)?shù)有關(guān)。顆粒層等效毛細半徑與顆粒體積分?jǐn)?shù)有關(guān)。體積分?jǐn)?shù)越大，等效毛細半徑越小。體積分?jǐn)?shù)越大，等效毛細半徑越小。2022-2-1233/95式中，

4、式中， 為金屬液密度，為金屬液密度， g 為重力加速度，為重力加速度，H為初始液面為初始液面高，高， la為金屬液表面張力，為金屬液表面張力， 為金屬液潤濕角，為金屬液潤濕角， R為等效為等效半徑，半徑， 為動力粘度。為動力粘度。2022-2-1234/95將上式中的對數(shù)項按級數(shù)展開，并略去高次項，將上式中的對數(shù)項按級數(shù)展開，并略去高次項，可得金屬液浸滲時間為：可得金屬液浸滲時間為：2022-2-1235/95金屬液浸滲深度為：金屬液浸滲深度為：2022-2-1236/952022-2-1237/952022-2-1238/952022-2-1239/952022-2-1240/952022-

5、2-1241/952022-2-1242/952022-2-1243/952022-2-1244/95燒沖壓式發(fā)動機燒沖壓式發(fā)動機, 其燃燒室壁一側(cè)接觸高達其燃燒室壁一側(cè)接觸高達2000的的燃燒氣體，承受超高溫，而另一側(cè)則接觸燃燒氣體，承受超高溫，而另一側(cè)則接觸-200的的液氫燃料，承受超低溫。從而產(chǎn)生極大熱應(yīng)力。液氫燃料，承受超低溫。從而產(chǎn)生極大熱應(yīng)力。一一般材料顯然滿足不了這一要求。般材料顯然滿足不了這一要求。2022-2-1245/95耐熱性耐熱性熱傳導(dǎo)率熱傳導(dǎo)率熱膨脹系數(shù)熱膨脹系數(shù)均勻材料均勻材料有界面的復(fù)合材料有界面的復(fù)合材料FGM陶瓷陶瓷陶瓷陶瓷金屬金屬2022-2-1246/95

6、耐耐 超超 熱熱 性性 能能力力 學(xué)學(xué) 性性 能能 熱應(yīng)力緩和作用熱應(yīng)力緩和作用陶瓷陶瓷金屬金屬2022-2-1247/95Sn Al2O3 掃描電鏡觀察掃描電鏡觀察維氏硬度壓痕維氏硬度壓痕2022-2-1248/95鉬鉬-銅銅FGM電子探針分析電子探針分析MoCuMo/Cu FGM材料材料MoCu2022-2-1249/952022-2-1250/952022-2-1251/95灰鑄鐵與球墨鑄鐵的梯度復(fù)合材料灰鑄鐵與球墨鑄鐵的梯度復(fù)合材料2022-2-1252/952022-2-1253/952022-2-1254/952022-2-1255/95n式中式中mp 和和mL 分別為粒子及粒子排

7、開液體的質(zhì)量。分別為粒子及粒子排開液體的質(zhì)量。n由于金屬液存在粘度，運動的第二相質(zhì)點不可避由于金屬液存在粘度，運動的第二相質(zhì)點不可避免地受到移動阻力。假設(shè)質(zhì)點為細小的球形粒子，免地受到移動阻力。假設(shè)質(zhì)點為細小的球形粒子，可近似采用層流狀態(tài)下的阻力公式：可近似采用層流狀態(tài)下的阻力公式：在鑄型預(yù)熱較好，金屬液冷速較慢的情況下，可在鑄型預(yù)熱較好，金屬液冷速較慢的情況下，可以假定液體的粘度以假定液體的粘度不受溫度及時間影響，為常數(shù)。不受溫度及時間影響，為常數(shù)。2022-2-1256/95根據(jù)牛頓第二定律根據(jù)牛頓第二定律, 粒子在水平方向上所受合力粒子在水平方向上所受合力F 為：為：式式(9) 就是離心

8、力場中粒子所處位置與運動時間的就是離心力場中粒子所處位置與運動時間的函數(shù)關(guān)系。函數(shù)關(guān)系。2022-2-1257/95對式對式(9) 進一步求導(dǎo)進一步求導(dǎo), 可得粒子在任一時刻的速度及可得粒子在任一時刻的速度及加速度加速度:2022-2-1258/952022-2-1259/952022-2-1260/952022-2-1261/952022-2-1262/952022-2-1263/952022-2-1264/952022-2-1265/952022-2-1266/952022-2-1267/952022-2-1268/95coscosLL2022-2-1269/952022-2-1270/9

9、52022-2-1271/952022-2-1272/952022-2-1273/95LmmLLDCCPmvG)(22022-2-1274/95LmmLLDCCPmvG)(22022-2-1275/952022-2-1276/952022-2-1277/952022-2-1278/952022-2-1279/952022-2-1280/95Pb-Sn層片狀共晶自生復(fù)合材料層片狀共晶自生復(fù)合材料2022-2-1281/95LaB6-ZrB2共晶自生復(fù)合材料的掃描電鏡組織共晶自生復(fù)合材料的掃描電鏡組織(a) 縱向；縱向；(b) 橫向橫向 2022-2-1282/952022-2-1283/9520

10、22-2-1284/952022-2-1285/952022-2-1286/95電磁攪拌自生表面復(fù)合材料的組織電磁攪拌自生表面復(fù)合材料的組織與性能與性能金俊澤金俊澤 張永安張永安 曹志強曹志強內(nèi)表面內(nèi)表面Al3Ni，外表面少量外表面少量Al3Ni+亞共晶組織。亞共晶組織。2022-2-1287/95過共晶過共晶Al- 16%Si 合金梯度功能合金梯度功能材料的組織與性能材料的組織與性能于思榮于思榮, 任露泉任露泉, 張新平張新平, 何鎮(zhèn)明何鎮(zhèn)明2022-2-1288/95過共晶過共晶Al-16%Si 合金梯度功能材合金梯度功能材料的組織與性能料的組織與性能于思榮于思榮, 任露泉任露泉, 張新平張新平, 何鎮(zhèn)明何鎮(zhèn)明2022-2-1289/95離心鑄造過共晶離心鑄造過共晶Al-Si合金自生表面復(fù)合材料合金自生表面復(fù)合材料王渠東丁文江金俊澤王渠東丁文江金俊澤2022-2-1290/95Al-10%Fe 合金梯度材料的組織與性能合金梯度材料的組織與性能于思榮于思榮 任露泉任露泉 張新平張新平 劉耀輝劉耀輝 何鎮(zhèn)明何鎮(zhèn)明2022-2-1291/95Al-10%Fe 合金梯度材料的組織與性能合金梯度材料的組織與性能于思榮于思榮 任露泉任露泉 張新平張新平 劉耀輝劉耀輝 何鎮(zhèn)明何鎮(zhèn)明2022-2-1292/95Al-20Si合金