金属学报  1997, Vol. 33 Issue (4): 432-436

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CF/Al-4.5Cu复合材料界面产物的反应与生成机制

储双杰;吴人洁

上海交通大学;上海;200030;上海交通大学;上海;200030

REACTION AND FORMING MECHANISM OF PRODUCTS IN INTERFACE OF CF/Al-4.5Cu METAL MATRIX COMPOSITES

CHU Shuangjie;WU Renjie (Shanghai Jiaotong University; Shanghai 200030)(Manuscript received 1996-03-18; in revised form 1996-10-21)

储双杰;吴人洁. CF/Al-4.5Cu复合材料界面产物的反应与生成机制[J]. 金属学报, 1997, 33(4): 432-436.
, . REACTION AND FORMING MECHANISM OF PRODUCTS IN INTERFACE OF CF/Al-4.5Cu METAL MATRIX COMPOSITES[J]. Acta Metall Sin, 1997, 33(4): 432-436.

摘要 参考文献 相关文章 Metrics 全文: PDF(1028 KB)   摘要: 利用挤压铸造法制造了CF／Al－4．5CU金属基复合材料，研究了该材料基体凝固过程中界面产物的反应与生成机制，实验结果表明：当界面反应温度高于500℃时，生成Al4C3的界面反应可自发进行，反应的活化能Q=254kJ／mol.Al4C3的结晶与生长规律表现为：首先Al4C3依附在碳纤维表面形核；碳原子通过已形成的Al4C3和液态铝合金扩散，Al原子则通过Al4C3与其它相之间的相界、Cu原子间及Cu原子与Al原子间间隙和缺陷扩散，致使Al4C3不断长大，CuAl2相依附碳纤维表面和Al4C3表面形核，并随着共晶反应的进行而长大，建立了CF／Al-4．5Cu复合材料界面反应机制理论模型，整个界面反应分成4个阶段：（1）碳纤维表面产生激活点，碳原子与铜原子的扩散阶段；2（2）AlC3形核阶段；（3）Al4C3长大与CuAl2形核阶段；（4）CuAl2相长大阶段。 关键词 ： 金属基复合材料,  界面反应,  CuAl_2，Al_4C_3,  扩散     Abstract：The interfacial reaction and its mechanism during the solidification process of CF/Al-4.5Cu metal matrix composite produced by squeeze casting method were studied.When the temperature of interfacial reaction is above 773 K, Al4C3 phase was formed spontaneously, and the activation energy of reaction, Q, is about 254 kJ / mol. The regular pattern of crystallization and growth of Al4C3 phase shows that Al4C3 phase nucleated on the surface of carbon fiber (CF) first, then the carbon atom travels along the new formed Al4C3 phase or melted aluminum alloy. On the meanwhile, the Al atoms diffuse through the Al4Ca phase boundaries, interstices and defects among Cu atoms, or between Cu and Al atoms.The shape of Al4C3 phase is stick-like. The CuAl2 phase has also formed, and it nucleates on the surface of CF or Al4C3 phase and grows gradually by eutectic reaction. In addition, a theoretical model of reaction mechanism in the interface of CF/Al-4.5Cu metal matrix composites is suggested, the whole reaction process can be divided into four stages: (1)Forming active sites on the CF surface; (2) Al4C3 phase has nucleated at the active sites; (3)Al4C3 phase grows continuously, and CuAl2 phase nucleat; (4) CuAl2 phase grows continuously. Key words： metal matrix composite    interface    CuAl_2    Al_4C_3    diffusion 收稿日期: 1997-04-18      基金资助:国家自然科学基金;;高等学校博士点基金 服务 把本文推荐给朋友 加入引用管理器 E-mail Alert RSS 作者相关文章 储双杰 吴人洁 44.8K 链接本文: https://www.ams.org.cn/CN/      或      https://www.ams.org.cn/CN/Y1997/V33/I4/432 1 Khan M A,Rohatgi P K.J Mater Sci,1995;30:3711 2 Henriksen B R,Johnsen T E.Mater Sci Technol,1990;6:857 3 Patankar S N,Gopinathan V,Ramakrishnan P.Scr Metall Mater,1990;24:2197 4 储双杰.上海交通大学博士学位论文,1996 5 Hyung-Suk Yoon,Akimitsu Okura.SAMPE J, 1990;26(3):19 6 杨海宁,顾明元,蒋为吉,张国定, 材料工程,1994;(8): 63 7 Khan I H. Metall Trans, 1976; 7A: 1281 [1] 宫声凯, 刘原, 耿粒伦, 茹毅, 赵文月, 裴延玲, 李树索. 涂层/高温合金界面行为及调控研究进展[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1097-1108. [2] 徐文国, 郝文江, 李应举, 赵庆彬, 卢炳聿, 郭和一, 刘天宇, 冯小辉, 杨院生. 微量Al、Ti对Inconel 690合金高温氧化行为的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(12): 1547-1558. [3] 马国楠, 朱士泽, 王东, 肖伯律, 马宗义. SiC颗粒增强Al-Zn-Mg-Cu复合材料的时效行为和力学性能[J]. 金属学报, 2023, 59(12): 1655-1664. [4] 刘路军, 刘政, 刘仁辉, 刘永. Nd90Al10 晶界调控对晶界扩散磁体磁性能和微观结构的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(11): 1457-1465. [5] 李赛, 杨泽南, 张弛, 杨志刚. 珠光体-奥氏体相变中扩散通道的相场法研究[J]. 金属学报, 2023, 59(10): 1376-1388. [6] 沈莹莹, 张国兴, 贾清, 王玉敏, 崔玉友, 杨锐. SiCf/TiAl复合材料界面反应及热稳定性[J]. 金属学报, 2022, 58(9): 1150-1158. [7] 宋庆忠, 潜坤, 舒磊, 陈波, 马颖澈, 刘奎. 镍基高温合金K417G与氧化物耐火材料的界面反应[J]. 金属学报, 2022, 58(7): 868-882. [8] 李细锋, 李天乐, 安大勇, 吴会平, 陈劼实, 陈军. 钛合金及其扩散焊疲劳特性研究进展[J]. 金属学报, 2022, 58(4): 473-485. [9] 化雨, 陈建国, 余黎明, 司永宏, 刘晨曦, 李会军, 刘永长. 高Cr铁素体耐热钢与奥氏体耐热钢的异种材料扩散连接接头组织演变及力学性能[J]. 金属学报, 2022, 58(2): 141-154. [10] 范根莲, 郭峙岐, 谭占秋, 李志强. 金属材料的构型化复合与强韧化[J]. 金属学报, 2022, 58(11): 1416-1426. [11] 刘仲武, 何家毅. 钕铁硼永磁晶界扩散技术和理论发展的几个问题[J]. 金属学报, 2021, 57(9): 1155-1170. [12] 陈胜虎, 戎利建. 超细晶铁素体-马氏体钢的高温氧化成膜特性及其对Pb-Bi腐蚀行为的影响[J]. 金属学报, 2021, 57(8): 989-999. [13] 朱士泽, 王东, 王全兆, 肖伯律, 马宗义. Cu含量对SiC/Al-Mg-Si-Cu复合材料自然时效负面效应的影响[J]. 金属学报, 2021, 57(7): 928-936. [14] 李娟, 赵宏龙, 周念, 张英哲, 秦庆东, 苏向东. CoCrFeNiCu高熵合金与304不锈钢真空扩散焊[J]. 金属学报, 2021, 57(12): 1567-1578. [15] 刘晨曦, 毛春亮, 崔雷, 周晓胜, 余黎明, 刘永长. 低活化铁素体/马氏体钢组织调控及其固相连接研究进展[J]. 金属学报, 2021, 57(11): 1521-1538. Viewed Full text Abstract Cited   Shared      Discussed