,46 北京科技大学学报 第30卷 98.5%.为提高注射成型装载量，采用双粒度混合 粉末，即平均粒径为14和7m的粉末按质量比3： 2结果与讨论 2混合，注射成型粉末装载量为55%（体积分数）， 2.1显微形貌与XRD分析 脱脂后粘结剂全部去除后预制型总孔隙度约为 图1为采用不同Si添加量的基体合金制备的 45%.脱脂过程在空气中进行. SiC,/Al复合材料光学组织及相应的TEM照片，可 实验用铝合金成分如表1所示，无压浸渗在可 以看出：SiC颗粒在A1基体中分布均匀，从图1(a) 控气氛的水平管式炉中进行，将铝合金块置于SiC 的金相照片中可以看到，基体不含Si时，SiC颗粒受 预制型上方，一起置于炉中，浸渗采用高纯氨气，以 到A1液的严重侵蚀，颗粒表面呈不规则圆角状，材 10℃mmin的速率升温至1000℃，保温90min,炉冷. 料气孔较多，孔隙率约为12%；随着基体中$i含量 表1铝合金成分（质量分数） 的提高，SiC颗粒被侵蚀程度逐渐减轻，SiC的形状 Table 1 Composition of aluminum alloys % 逐渐变的较为规则；当Si含量超过6%时，材料中已 序号Al Mg Si序号AMgSi 观察不到明显的孔隙，此时复合材料残留孔隙度约 1 92 8 0 380 8 12 为2%.从图1A、B、C和D相应的复合材料界面的 2 86 8 6 4 74 8 18 透射组织也可以看出：随着Si含量的增加，SiC被 1.2分析测试 Al侵蚀的程度减轻，基体中不添加Si时，SiC与Al 复合材料密度利用阿基米德原理采用排水法测 反应严重，界面附近有大量的针尖状的Al4C3生成， 量，热导率采用激光脉冲法测得，显微形貌观察分别 SiC表面呈金字塔形状；随着Si质量分数增加到 在光学显微镜(0M)和LE01450型扫描电镜下进 6%,虽然观察不到Al4C3,但是界面仍然呈锯齿状， 行，在JE0LJEM200型电子显微镜下进行界面的 说明界面反应存在；当Sⅰ质量分数超过12%时， TEM分析，采用Cu靶对复合材料成分进行X射线 SiC/Al界面变得清晰平直，说明SiC与Al的界面反 衍射分析(XRD) 应受到抑制，值得注意的是，在图1(d)中，SC界面 (a) 15m. 0.2 um 15m 02m 15m 0.24m 15m 0.2m 图1不同Si含量下siCp/A1复合材料的光学组织及TEM照片，质量分数：(a)0:(b)6%;(c)12%;()18% Fig-1 Optical microstructures and TEM images of the interface of the SiCp/Al composites with different amounts of Si:(a)0:(b)6%:(e) 12%:(d)18%in mass fraction98∙5％．为提高注射成型装载量‚采用双粒度混合 粉末‚即平均粒径为14和7μm 的粉末按质量比3∶ 2混合．注射成型粉末装载量为55％（体积分数）‚ 脱脂后粘结剂全部去除后预制型总孔隙度约为 45％．脱脂过程在空气中进行． 实验用铝合金成分如表1所示．无压浸渗在可 控气氛的水平管式炉中进行．将铝合金块置于 SiC 预制型上方‚一起置于炉中．浸渗采用高纯氮气‚以 10℃·min －1的速率升温至1000℃‚保温90min‚炉冷． 表1 铝合金成分（质量分数） Table1 Composition of aluminum alloys ％ 序号 Al Mg Si 1 92 8 0 2 86 8 6 序号 Al Mg Si 3 80 8 12 4 74 8 18 1∙2 分析测试 复合材料密度利用阿基米德原理采用排水法测 量‚热导率采用激光脉冲法测得‚显微形貌观察分别 在光学显微镜（OM）和 LEO1450型扫描电镜下进 行‚在 JEOL JEM200型电子显微镜下进行界面的 TEM 分析‚采用 Cu 靶对复合材料成分进行 X 射线 衍射分析（XRD）． 2 结果与讨论 2∙1 显微形貌与 XRD 分析 图1为采用不同 Si 添加量的基体合金制备的 SiCp／Al 复合材料光学组织及相应的 TEM 照片．可 以看出：SiC 颗粒在 Al 基体中分布均匀．从图1（a） 的金相照片中可以看到‚基体不含 Si 时‚SiC 颗粒受 到 Al 液的严重侵蚀‚颗粒表面呈不规则圆角状‚材 料气孔较多‚孔隙率约为12％；随着基体中 Si 含量 的提高‚SiC 颗粒被侵蚀程度逐渐减轻‚SiC 的形状 逐渐变的较为规则；当 Si 含量超过6％时‚材料中已 观察不到明显的孔隙‚此时复合材料残留孔隙度约 为2％．从图1A、B、C 和 D 相应的复合材料界面的 透射组织也可以看出：随着 Si 含量的增加‚SiC 被 Al 侵蚀的程度减轻．基体中不添加 Si 时‚SiC 与 Al 反应严重‚界面附近有大量的针尖状的 Al4C3 生成‚ SiC 表面呈金字塔形状；随着 Si 质量分数增加到 6％‚虽然观察不到 Al4C3‚但是界面仍然呈锯齿状‚ 说明界面反应存在；当 Si 质量分数超过12％时‚ SiC／Al 界面变得清晰平直‚说明 SiC 与 Al 的界面反 应受到抑制．值得注意的是‚在图1（d）中‚SiC 界面 图1 不同 Si 含量下 SiCp／Al 复合材料的光学组织及 TEM 照片．质量分数：（a）0；（b）6％；（c）12％；（d）18％ Fig．1 Optical microstructures and TEM images of the interface of the SiCp／Al composites with different amounts of Si：（a） 0；（b） 6％；（c） 12％；（d）18％ in mass fraction ·46· 北 京 科 技 大 学 学 报 第30卷