硼酸镁晶须增强镁基复合材料的谱学表征与性能研究.pdf

第!"卷!第#期!!!!!!!!!!!!光谱学与光谱分析$%&'!"!(%'#!))*==B,*==>
!--"年#月!!!!!!!!!!!!.)/012%30%)4567.)/0125&865&4393:;&4!!--"!

硼酸镁晶须增强镁基复合材料的谱学表征与性能研究

金培鹏*!!!丁雨田*!许广济*!刘!岩!

*'兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室!甘肃兰州!#<--B-
!'青海大学镁技术工程研究所!青海西宁!"*--*=

摘!要!用`射线衍射谱分析了\H!V!OB_+8N>*A镁基复合材料中的物相#研究了固溶处理和时效处理
以及固溶处理加人工时效处理对复合材料组织演变的影响及组织与显微硬度之间的关系#结果表明!经过
固溶处理后!共晶相的分解使复合材料的硬度值明显下降#时效处理使得复合材料的硬度逐渐增加并在时
效处理*=G后出现时效峰值!-*K$#然而随着时效时间的进一步增加!显微硬度值降低#经固溶处理
!+G!基体中"相基本溶解!形成过饱和的固溶体!接着时效处理"G!"相以弥散形式析出!从而使得复合
材料的显微硬度值提高<-J%而固溶处理!+G及时效处理!+G后!"析出相由细小片状的连续析出相向粗
大的层片状非连续析出相过渡!使得复合材料的显微硬度下降到*"<K$#

关键词!镁基复合材料%`射线衍射谱%热处理%显微组织%硬度
中图分类号!O=B#'<!!文献标识码!8!!!文章编号!*---,-B><"!--"#-#,*==B,-B

了热处理过程中复合材料中物相的变化!研究了热处理过程
引!言对复合材料的金相结构及性能的影响#

!!增强金属材料常用晶须是碳化硅"硼酸铝晶须)*,***等#*!实验部分
碳化硅晶须价格昂贵!用于航天等领域#硼酸铝晶须价格低
廉!性能优越!但在增强合金时!会与合金中的镁等元素发&8&!实验材料
)*!,*B*
生界面反应!这又限制了其应用#实验材料是体积分数为<-J的\H!V!OB_+8N>*A镁基
硼酸镁晶须性能较优越!价格更为低廉!在硼酸镁晶须复合材料#
增强镁基复合材料中尚未发现界面反应现象!展示出诱人的&87!实验过程
应用前景#在\@a,<大型光学显微镜上观察金相组织变化#采用
关于硼酸镁晶须增强镁基复合材料的研究极少#热处理K`,*---Z\硬度仪测定不同热处理状态的复合材料和基体
对合金及其复合材料组织与性能的影响一般都用显微组织观合金的维氏硬度#
察和显微硬度的变化进行研究)*=!*#*#显微组织观察结合`热处理在QaaR+>+*<R,QL型电阻炉上进行!炉内温差
射线衍射光谱研究金属基复合材料在各种热处理制度下的报kBh#热处理工艺参数如表*#采用A"8A$8(L@型`射

道很少见到!周延怀等曾对R/O!,.9O!纳米复合材料经`射线衍射仪对试样进行`射线衍射分析#
线衍射分析!观察到随热处理温度的增高!材料结构从无序
到有序的转变过程)*"*#最近的文献主要集中在研究金属基!"#$%&!L%"+F+1%"+6%,+0"1"6%+%1-431+*%
)*>!!-*
复合材料热处理后复合材料内所产生的内应力方面#O)7=7YJ;+AT[&23603-(+%-
然而!由于用显微组织观察组织演变难于定量确定组织中相固溶处理&Z+'时效处理&ZB'固溶i时效处理&Z='
的溶解和析出!而`射线衍射光谱可很好地分析在不同热处!热水
!热!!!+*Bh"!+G
+*Bh"!+G!--h"*!*=冷却!
理制度处理后复合材料中物相的变化#水冷却!空冷i!--h"!+
!-!+G空冷
本文采用固溶处理和时效处理!用`射线衍射光谱分析

!收稿日期!!--#,-=,-=$修订日期!!--#,->,->
!基金项目!中国科学院!--B年度/西部之光0人才培养计划项目资助
!作者简介!金培鹏!*>=*年生!青海大学镁技术工程研究所教授!!/,C59&(]96)/9)/6H"C59&!'&;1'06
*===光谱学与光谱分析!!!!!!!!!!!!!!!!!!!第!"卷

体!还有少部分未溶入的以共晶相存在#随着固溶时间的延
!!结果和讨论长!"相的溶入更加充分#如图!&c'所示经过+*Bh固溶处
理!+G后!"相完全溶入0,\H中!对复合材料固溶!+G后
78&!b射线衍射图谱和固溶处理对复合材料显微组织和硬的`射线衍射图谱见图<#可以看出!已没有"相的存在!复
度的影响合材料由0,\H相"\H!V!OB_以及表面的\HO构成!固溶
图*所示是铸态下复合材料的`射线衍射图谱#可看效果明显#

出!铸态下复合材料中有",\H*#8&*!相的峰#固溶处理过程!!图+所示为不同固溶时间复合材料硬度的变化#从图中
中!"相溶入0,\H相中形成固溶体#如图!&5