《高熵合金顆粒增強型鋁基複合材料的製備和研究》是依託上海交通大學，由曾龍擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：高熵合金顆粒增強型鋁基複合材料的製備和研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：曾龍
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
傳統的顆粒增強型鋁基複合材料在提高強度和彈性模量的同時，極大地犧牲了塑性和韌性，因此很大程度上限制了它的套用。為了解決這個問題，本項目提出了一種新型的鋁基複合材料-高熵合金增強型鋁基複合材料。本項目首先研究了合金元素（Mg、Mn、V）對AlCoCrFeNiTi0.5 高熵合金的組織和性能的影響，並利用噴鑄法獲得綜合性能優良的AlCoCrFeNiTi0.5MgxMnyVz 增強顆粒；然後研究粉末冶金製備工藝參數對複合材料的組織和性能的影響，並獲得組織緻密、增強體分布均勻的複合材料；最後研究複合材料形變和斷裂特徵，揭示高熵合金增強型鋁基複合材料的強韌化機理，為新型的高熵合金增強型鋁基複合材料的設計和製備提供理論依據和使用途徑。
結題摘要
傳統的鋁基複合材料以陶瓷或者金屬間化合物作為增強體，在提高強度和彈性模量的同時，極大地犧牲了塑性和韌性，因此在很大程度上限制了它的套用。為了解決這個問題，本項目提出了一種新型的鋁基複合材料-高熵合金增強型鋁基複合材料。本項目首先通過調節微量元素（Mg、La、Re、Ti）的含量，製備了綜合性能優良的高熵合金增強體；然後，採用SPS工藝製備了高熵合金增強型鋁基複合材料，並在此基礎上研究了複合材料的力學性能及其斷裂機理。結果表明：（a）向合金中添加微量的Re元素，可以對合金的組織和性能進行調控。Re元素富集在通過提高高熵合金中初生相的熔點，使得共晶點發生偏移，增加了凝固組織中初生相的比例，當Re元素的添加量達到0.01wt％的添加量不斷增多，凝固組織中的初生相的比例越來越多(～％32％)。同時，微量的Re可以細化富FeCoCr初生相和富NiAl增強相之間的片層間距，減小彌散分布的富NiAl增強相的尺寸，提高合金的拉伸強度；（b）SPS燒結溫度對複合材料的結合面有著重要的影響。隨著燒結溫度的提高，結合面處的過渡層逐漸增厚，複合材料的抗拉強度和工程應變逐漸增強，570°燒結溫度下獲得的複合材料抗拉強度和工程應變分別達到370MPa和37％。但是燒結溫度太高，會在過渡層內生成的大量的FeAl金屬間化合物，這些金屬間化合物會作為裂紋萌生的起點降低複合材料的力學性能；綜上所述：本項目首次提出並製備了高熵合金增強型鋁基複合材料，豐富了鋁基複合材料的類型，有利於其更廣泛地套用。
