《金屬誘發高效浸滲原位合成混雜增強鎂基複合材料研究》是依託東北大學，由陳禮清擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：金屬誘發高效浸滲原位合成混雜增強鎂基複合材料研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：陳禮清
- 依託單位：東北大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
針對輕質高抗磨鎂基複合材料的需求及製備技術的困難，提出利用高熔點不互溶金屬誘發鎂熔體實現高效自發浸滲新思路，結合原位放熱反應合成陶瓷增強相的優勢，從熱力學角度設計原位反應條件並控制反應產物和混雜增強相形態，揭示(Ti+B4C)/Mg系原位反應機制和金屬誘發高效無壓浸滲機理及浸滲過程動力學規律，製備組織可控的(Ti+B4C)/Mg、(TiC+TiB2)/Mg和(B4C+TiC+TiB2)/Mg系高性能混雜增強鎂基複合材料；測試研究多元混雜增強鎂基複合材料相關性能，闡明其耐磨性及阻尼性能提高的機理與組織的相關性，為低成本輕質混雜增強金屬基複合材料的製備和套用奠定理論和技術基礎。解決金屬誘發自發浸滲方法中與鎂基複合材料組織設計和性能控制的若干基本問題，對於複合材料的設計和套用有重要科學意義，不僅豐富複合材料低成本製備領域的研究內容，而且對於充分利用鎂資源獲得結構與功能一體化高性能材料有促進作用。
結題摘要
鎂基複合材料具有一系列優異性能，是優秀的結構與功能材料，在眾多領域具有廣闊的套用前景。由於鎂或鎂合金的化學活性高，利用常規粉末冶金法或者鑄造法製備鎂基複合材料存在著一定的困難。本項目針對輕質高抗磨鎂基複合材料的需求及製備技術的困難，提出利用高熔點不互溶金屬誘發鎂熔體實現高效自發浸滲新思路，結合原位放熱反應合成陶瓷增強相的優勢進行製備，並嘗試在其它金屬基體複合材料製備中進行拓展。主要研究內容是圍繞利用高熔點金屬Ti作為鎂或者鎂鋁熔體的無壓浸滲誘發劑，從熱力學角度設計原位反應條件並控制反應產物和混雜增強相形態，揭示(Ti+B4C)/Mg系原位反應機制和金屬誘發高效無壓浸滲機理及浸滲過程動力學規律，製備組織可控的(Ti+B4C)/Mg、(TiC+TiB2)/Mg和(B4C+TiC+TiB2)/Mg系高性能混雜增強鎂基複合材料，並將這一製備金屬基複合材料的方法擴展到鋁基複合材料的無壓浸滲製備；測試研究多元混雜增強鎂基複合材料相關性能，闡明其耐磨性及阻尼性能提高的機理與組織的相關性。通過幾年的研究，本項目已實現預期研究目標，從實驗和理論兩方面證實了利用高熔點金屬誘發熔體浸滲製備輕金屬基複合材料的可行性，並揭示了其改善潤濕性實現高效浸滲的機理，利用這一具有優勢的技術在最佳化的工藝條件下製備了幾種不同混雜增強鎂基複合材料，同時也擴展成功套用於鋁基複合材料的製備，獲得了其基本材料性能數據及揭示了其性能提高的機理。其科學意義不僅是獲得了項目中製備的幾種輕質高抗磨性鎂基以及鋁基複合材料，而是提出了一種簡單的新的改善陶瓷/金屬潤濕性的新方法，為低成本浸滲法製備金屬基複合材料奠定了良好的科學基礎。該方法是一種新的製備金屬基複合材料的方法，其綜合了原位合成法和無壓浸滲法的優勢，可以低成本、簡潔高效地製備出界面清潔且增強體與基體結合良好的金屬基複合材料。
