2、粉末冶金制备Al7175/B4C复合材料的工艺参数对力学性能的影响

粉末冶金制备Al7175/B4C复合材料的工艺参数对力学性能的影响

1. 引言

如今，各工业领域更倾向于选用复合材料而非初级合金，原因在于复合材料具备高的强度重量比、出色的耐磨性、良好的化学稳定性以及高导热性。常用的增强体材料有碳化硼（B4C）、碳化硅（SiC）、氧化铝（Al₂O₃）、碳纳米管（CNT）、石墨烯、石墨等。其中，B4C 尤为重要，因其具有高硬度（仅次于金刚石和立方氮化硼）、高强度、高熔点和化学稳定性。

制造金属基复合材料（MMC）的方法众多，如搅拌铸造、复合铸造、浸渗、粉末冶金（PM）和喷射沉积等。在这些方法中，粉末冶金（涉及机械合金化和低温球磨技术）意义重大，它能使增强体在基体材料中均匀分布，还能带来晶格应变、加工硬化等益处，避免基体与增强体之间的反应，防止纳米增强颗粒的团聚。

在传统高温制造方法中，基体与增强体易发生反应，形成如 Al₃BC、AlB₂ 等金属间化合物，影响复合材料的力学性能和界面结合强度。在 7XXX 系列铝合金中，AA7175 具有高机械强度、高刚度、抗应力腐蚀开裂能力强且可热处理等优点，常用于航空航天领域，因此本研究将其作为基体材料。

添加增强体虽能提高材料强度，但会降低其延展性，使复合材料在结构应用中受限。所以，需选择合适的增强体含量，以平衡复合材料的强度和脆性。Al/B4C 复合材料在核工业中也很重要，其中的 ¹⁰B 同位素可作为热中子屏蔽材料，用于高密度储存乏核燃料。

此外，混合复合材料结合了两种或三种增强体，弥补了单一增强体复合材料的不足。铝复合泡沫材料在需要高能量吸收的领域有应用，可通过空间占位技术制造，常用的空间占位材料是尿素。粉末冶金制备复合材料的方法多样，包括烧结机制（如微波烧结和真空热