双连续互穿铝基多孔复合材料的制备及其热处理强化

doi:10.11901/1005.3093.2024.356

材料研究学报 DOI: 10.11901/1005.3093.2024.356

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双连续互穿铝基多孔复合材料的制备及其热处理强化

刘恩典,白玉,李嘉文,郝海

大连理工大学

Preparation of Bi-continuous Interpenetrating Porous Composite and Its Heat Treatment Enhancement

引用本文:

刘恩典白玉李嘉文郝海. 双连续互穿铝基多孔复合材料的制备及其热处理强化[J]. 材料研究学报, 10.11901/1005.3093.2024.356.

全文: PDF(11261 KB)

摘要: 多孔金属因轻质、比强度高、能量吸收能力强等优点成为防护领域的热门材料，轻量化进程的推进对多孔金属提出了更高的综合性能要求和挑战。本文创新地采用熔体发泡结合渗流铸造的方法制备了双连续互穿多孔复合材料（泡沫铝/ZL111合金），并通过准静态压缩测试分析了特征单元的力学性能。结果表明，相较于单一构成的总和，复合材料的抗压强度提高了 66%，平台应力提高了 204%。为了进一步提升复合材料的综合力学性能，对特征单元 T6 热处理。与热处理前相比，经T6 热处理后的特征单元的比压缩强度、平台应力和能量吸收分别提高了 73.54%、107% 和 83.18%。显微分析可知，T6热处理过程中的共晶硅会由片层状向等轴球状转变。虽然在一定程度上降低了材料的弹性模量，但是显著提升了材料的压缩强度和平台应力，从而提高了复合材料的能量吸收能力。可见，这种互穿多孔复合材料可以有效保留单一构成各自的优势从而展现出优异的能量吸收能力，而对双连续互穿多孔金属（合金材料）复合材料进行适当的热处理是提高材料综合力学性能的有效手段。

关键词 ：铝基多孔复合材料, 双连续互穿结构, 力学性能, T6热处理, 能量吸收

Key words： Al-matrix porous composite, Bi-continuous interpenetrating structure, Mechanical properties, T6 heat treatment, Energy absorption

收稿日期: 2024-08-21

基金资助:国家自然科学基金

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