第5期 李桂荣等：AO3,AbZr颗粒增强A一12%S基原位复合材料的高温热膨胀性 593。 隔，℃；△L为材料在温度区间内的变形量，mm. ▲AI 2分析与讨论 · A,03 Al Zr 21复合材料的RD分析与凝固组织 图2是A-12%Si和Zr(C03)2组元制备复合 材料试样的XRD谱.由图可见，在复合材料凝固组 织中存在的相有A1、Si、Ab03和Al3Zr.Si相是基体 成分相，不参与原位反应.分析原位反应过程得到： 无论基体是纯铝还是铝合金，直接参与化学反应的 都是铝.当选用Zr(C03)2作为反应组元时，首先是 20 60 100 20) 570℃发生的碳酸盐分解反应，生成Z02和C02, C02气体对反应体系起到搅拌作用；然后是A!和 图2A一12%Si和ZC03)z组元制备复合材料试样的XRD谱 Z02之间的铝热反应，反应方程式为： Fig.2 XRD pattern of composites synthesized by A-12%Si and Zr(CO3)2 components 3Z02+13A1—3Al3Zr+2Ab03 (2) 图3是不同TVFP时复合材料凝固组织、颗粒 数增加，颗粒数量增加.但比较铸态复合材料中的 相形貌和EDS图.由图可知，随着颗粒理论体积分 真实颗粒体积分数与理论体积分数发现，二者并不 204m 20um 20m (a)TVFP=5.5% (b)TVFP=11.0% (©TVFP=16.3% 20m 20μm 2 um (d)TVFP=22.0% (e)TVFP=27.5% )颗粒形貌图 元素 质量 原子 质量 原子 分数%分数% 元素 分数%分数% AIK 40.95 72.11 OK 30.0642.03 Z 59.05 279 AIK 69.94 57.97 总量 100.00100.00 总量100.00100.00 12 16 20 12 16 20 E/keV E/keV (似图0中1相EDS结果 h)图价中2相EDS结果 图3不同TVFP时A-12%Si基复合材料的凝固组织 Fig.3 Microstructues of com posites w ith different TVFPs in the A-12%Si matrix alloy隔, ℃;ΔL 为材料在温度区间内的变形量, mm . 2 分析与讨论 2.1 复合材料的 XRD 分析与凝固组织 图2 是 Al-12 %Si 和 Zr( CO3 ) 2 组元制备复合 材料试样的 XRD 谱.由图可见, 在复合材料凝固组 织中存在的相有 Al 、Si 、Al2O3 和 Al3Zr .Si 相是基体 成分相, 不参与原位反应 .分析原位反应过程得到 : 无论基体是纯铝还是铝合金, 直接参与化学反应的 都是铝.当选用Zr( CO3) 2 作为反应组元时, 首先是 570 ℃发生的碳酸盐分解反应, 生成 ZrO2 和 CO2, CO2 气体对反应体系起到搅拌作用 ;然后是 Al 和 ZrO2 之间的铝热反应, 反应方程式为 : 3ZrO2 +13Al 3Al3Zr +2Al2O3 ( 2) 图 3 是不同 TVFP 时复合材料凝固组织、颗粒 相形貌和 EDS 图 .由图可知, 随着颗粒理论体积分 图2 Al-12%Si 和 Zr( CO3) 2 组元制备复合材料试样的 XRD 谱 Fig.2 XRD pattern of composit es synthesized by Al-12%Si and Zr(CO3) 2 components 数增加, 颗粒数量增加.但比较铸态复合材料中的 真实颗粒体积分数与理论体积分数发现, 二者并不 图 3 不同 TVFP 时 Al-12%Si 基复合材料的凝固组织 Fig.3 Mi crostructu res of com posites w ith different TVFPs in the Al-12%Si matri x alloy 第 5 期 李桂荣等:Al2O3, Al3Zr 颗粒增强 Al-12 %Si 基原位复合材料的高温热膨胀性 · 593 ·