轻质、低膨胀Sip/Al复合材料性能研究
本文以航空用仪表材料为应用背景,开发了低膨胀、高导热、低密度可再生型Sip/Al复合材料,其增强体为10mu高纯Si粉、基体采用LD11铝合金,体积分数为70％.由于Sip/Al复合材料具有轻质、低膨胀、高导热、易加工和可回收再利用等特性而在航空仪表上有着广泛的应用前景.本研究对Sip/Al复合材料的微观组织、热膨胀性能、导热性能和密度等性能进行了研究,试验结果表明:Si颗粒呈现尖角形不规则形状,均匀弥散的分布在铝合金中,没有明显的团聚和偏聚;复合材料组织致密,没有气孔、夹杂等缺陷.材料均匀致密的组织不但能提高复合材料的热导率还能提高材料的强度和弹性模量,有利于提高材料的尺寸稳定性,从而增加材料的使用寿命;大量的观察表明,Si-Al界面干净、平滑,洁净的界面对于复合材料的物理性能是有利的.随着温度的升高,Sip/Al复合材料的热膨胀系数也呈现增加的趋势,复合材料20℃～50℃的平均热膨胀系数为7.6×10-6/℃,很好的满足航空仪表材料的使用要求.导热性能是航空仪表材料的一个重要的考察指标,Sip/Al导热率可达160W/(m·℃),能够迅速而有效的将仪表上产生的热量迅速的传出,而保护了仪表使用的可靠性.Sip/Al复合材料有着较高的强度、比模量和较低的密度,弯曲强度和弹性模量分别达到293.9MPa和121.1GPa,比强度和比模量分别为122.46MPpa·cm3/g和49.65GPa·cm3/g.由于复合材料的密度较低,仅为2.4g/m3,导致其比模量较高.对于常用的金属材料Cu和Kovar合金,其比模量分别只有13.1和18.5Gpa·cm3/g,仅仅为本文材料的1/4和1/3,较高的比强度和比模量有利于降低器件的质量,对于航空仪表器件的减重具有很大的意义.
硅铝复合材料 航空仪表材料 航空材料
修子扬 姜龙涛 武高辉
哈尔滨工业大学金属复合材料与工程研究所,哈尔滨,150001
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543-549
2007-09-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）