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往復式擠型法製備鋁-碳化細複合材料之研究
Thesis

往復式擠型法製備鋁-碳化細複合材料之研究

林上揚
Masters, 國立清華大學, 材料科學工程學系
1999

Abstract

複合材料 時效硬化 composites aging harding
本實驗利用往復式擠型法,分別製作0、5、10及20vol﹪的0.75μm及5μmSiC粒子強化6061鋁基複合材料。並探討其微結構、析出行為、機械性質及高溫超塑性質。 在微結構方面,5μm SiC強化粒子皆均勻分散在基地中,但0.75μm SiC粉中,因有堅硬的團聚顆粒,無法揉碎,以致除了均勻的顆粒散佈外,尚有粗大的團聚顆粒散佈。 擠型後複材的楊氏係數、降伏強度及抗拉強度皆高於6061合金。以20﹪0.75μm SiC複材為例,相對於6061合金,強度分別提高為2.5倍及2倍。在析出行為方面,複材的尖峰時效提前,雖然淬火硬度較高但析出硬化能力卻比6061合金低,尤其當強化材顆粒很小或體積分率增加時,複材的析出硬化的能力更大幅的降低,以致隨體積分率的增加,T6狀態強度都有先增後減的現象,此現象在0.75μm SiC強化複材更為明顯。 複材T6狀態的伸長率有大幅損失的現象,主要是由於真空除氣不完全,固溶淬火後產生氫氣孔,成為裂隙的起源。此外,0.75μm SiC強化複材的團聚顆粒亦是伸長率下降的原因之一。 20 % 5μm SiC-6061複材在600℃,應變速率為1×10-1s-1時的伸長率為183%。20 % 0.75μm SiC-6061複材,伸長率普遍不佳,其可能原因有三:團聚的存在、氣孔的產生及應變速率不足。由流變應力與應變速率的關係發現其斜率在應變速率為1 × 10-1 s-1時有明顯的變化,顯示此應變速率為Ι區與Ⅱ區的分野,表示本實驗所用的最高應變速率仍未達複材超塑性之最佳應變速率。

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