【摘 要】
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随着工业智能化的快速发展,航空航天材料以及精密仪器等电子材料朝着轻量化、多功能化、无污染化发展的同时,对铝合金的降振减噪性能提出了更高的要求。7075铝合金具有密度低、质量轻、加工成型性好,强硬度高等优良性能,广泛应用于航空航天、机械制造、国防军事等领域,然而其阻尼性能不佳,限制了其在一些高阻尼零部件材料方面的应用。因此,本文采用复合化技术来改善7075铝合金的阻尼性能,进一步拓宽7075铝合金的
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随着工业智能化的快速发展,航空航天材料以及精密仪器等电子材料朝着轻量化、多功能化、无污染化发展的同时,对铝合金的降振减噪性能提出了更高的要求。7075铝合金具有密度低、质量轻、加工成型性好,强硬度高等优良性能,广泛应用于航空航天、机械制造、国防军事等领域,然而其阻尼性能不佳,限制了其在一些高阻尼零部件材料方面的应用。因此,本文采用复合化技术来改善7075铝合金的阻尼性能,进一步拓宽7075铝合金的应用领域。本文以商用7075铝合金为基体、以纯Al颗粒、6061铝合金颗粒和Al Si10铝合金颗粒为增强相,采用轧制复合技术成功制备出Al _P/7075、6061_P/7075和Al Si10_P/7075层状铝基复合材料,有效地提高了7075铝合金的阻尼性能,同时改善了其力学性能,还采用搅拌摩擦加工技术制备了高阻尼Al Si10_P/7075铝基复合材料(FSP-Al Si10_P/7075),并对这四种复合材料的微观组织、物相组成、力学性能和阻尼性能进行研究分析,为制备高阻尼7075铝合金提供理论与实验依据。研究结果表明,Al_P/7075、6061_P/7075和Al Si10_P/7075层状铝基复合材料界面结合良好,没有裂纹等缺陷产生,增强颗粒层中存在大量颗粒间的界面以及微小的孔洞结构,增强相与7075铝基体之间的界面处并没有元素扩散,复合材料中无新相生成,FSP-Al Si10_P/7075铝基复合材料基体中的Al Si10铝合金颗粒分布均匀,且没有发生团聚现象,无新相生成;Al _P/7075、6061_P/7075和Al Si10_P/7075层状铝基复合材料的最大抗拉强度比7075铝基体分别提升了29%、30%和17%,中间颗粒层为脆性断裂,7075铝基体为韧性断裂,对这三种复合材料分别进行T6热处理后,其最大抗拉强度均有所提高,FSP-Al Si10_P/7075铝基复合材料的最大抗拉强度略低于7075铝基体,断裂方式为韧性断裂;由于颗粒层中存在大量颗粒间的界面和微小孔洞会引发相应的界面阻尼和孔隙阻尼行为,从而使得Al _P/7075、6061_P/7075和Al Si10_P/7075层状铝基复合材料的阻尼性能较7075铝基体均有大幅提升,在30-360℃区间内,三种层状铝基复合材料的内耗值都随着温度的升高而逐渐增大,在360℃时比7075铝基体分别提升了170%、149%和180%;Al _P/7075、6061_P/7075和Al Si10_P/7075层状铝基复合材料的储能模量都随着温度的升高而降低,FSP-Al Si10_P/7075铝基复合材料在360℃时的内耗值比7075铝基体提升了21%,阻尼性能优于7075铝基体。
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