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原位内生TiB2颗粒增强6063铝基复合材料的制备及性能研究
随着工业制造技术不断发展，铝基复合材料在航空航天、汽车、建筑等领域中的应用越来越广泛。本文的研究目的是利用原位内生TiB2颗粒增强6063铝基复合材料，探索其制备工艺和性能特点。
一、论文背景
铝基复合材料具有比铝合金更高的比强度、比刚度和耐腐蚀性能，但是其疲劳寿命和断裂韧性较低，因而在使用过程中容易出现开裂现象。通过引入TiB2颗粒来增强铝基复合材料是一种改善其疲劳寿命和断裂韧性的有效手段。同时，原位合成的增强颗粒可有效提高复合材料的成本效益。
二、制备方法
本研究采用粉末冶金法制备原位内生TiB2颗粒增强6063铝基复合材料。具体步骤为先将铝粉与TiB2粉按照一定的比例混合均匀，然后在惰性气氛下热压成型，制备成坯料。接着，将坯料进行固溶处理和人工时效，最终得到铝基复合材料。
三、性能测试
通过对样品进行拉伸实验和弯曲实验，测量其力学性能。同时，采用扫描电子显微镜观察样品的微观结构和相组成。
拉伸实验结果表明，原位内生TiB2颗粒增强6063铝基复合材料的极限拉伸强度为240MPa，屈服强度为180MPa，延伸率为8%。相比之下，仅使用6063铝合金的样品的极限拉伸强度和屈服强度均为140MPa，延伸率为3%。弯曲实验结果显示，夹杂在铝基复合材料中的TiB2颗粒能够有效地防止样品的断裂和开裂。
扫描电子显微镜观察发现，原位内生的TiB2颗粒均匀地分布在铝合金基体中，形成了纳米级别的显微结构。其均匀分布的特点有助于提高复合材料的力学性能。
四、总结
本研究成功制备了原位内生TiB2颗粒增强6063铝基复合材料，并对其进行了力学性能测试以及微观结构的分析。结果显示，夹杂在铝基复合材料中的TiB2颗粒能够显著提高其力学性能，特别是极限拉伸强度和屈服强度的提高，而不会对延展性造成太大的影响。此外，原位合成的增强颗粒分布均匀，形成了纳米级别的复合结构，有助于提高复合材料的成本效益。因此，原位内生TiB2颗粒增强6063铝基复合材料具有广泛的应用前景，可以作为一种用于制造高强度、高韧性零件的高效材料。