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Al2O3/Al-Si复合材料具有较低的密度、较高的比强度、良好热稳定性和适中的导电性,在航空航天、汽车轮船、电子封装等领域具有良好的应用前景。然而在常规凝固条件下,Al2O3颗粒与基体Al合金的润湿性差,制备过程中Al2O3颗粒容易团聚,导致制备的材料力学性能并不理想。而高压可以抑制熔体流动并提高Al2O3颗粒与基体的润湿性,从而提高材料的力学性能。本文采用高压凝固的方法制备了Al2O3/Al-Si复合材料,并对其进行热处理,研究了不同凝固压力及不同参数的热处理工艺对高压凝固Al2O3/Al-Si复合材料组织形貌及力学性能的影响,分析其强化机制,确定了最佳工艺参数。本文通过高压凝固的方法制备了 Al2O3/Al-10Si和Al2O3/Al-20Si复合材料,观察其组织形貌并测试其力学性能。高压凝固Al2O3/Al-10Si复合材料由α-Al相、β-Si相和A12O3颗粒强化相构成。实验中发现Al2O3/Al-10Si复合材料α相随着凝固压力的增加而逐渐等轴化,高压凝固制备的Al2O3/Al-10Si复合材料α相基本呈胞状。统计α相粒径发现凝固压力的增加会导致α相晶粒细化,热压烧结制备的Al2O3/Al-10Si复合材料α相平均粒径约为43 μm,而高压凝固α相粒径均小于10μm,且随凝固压力增加,α相粒径持续减小。Al2O3/Al-20Si复合材料基体为过共晶Al-Si合金,热压烧结后的复合材料的基体由α-Al相、β-Si相和初晶Si构成。经高压凝固后Al2O3/Al-20Si复合材料由α-Al相、β-Si相和A12O3颗粒强化相构成,基体组织呈现出亚共晶组织,无初晶Si析出,说明高压环境可以导致Al-Si合金的共晶点向Si的方向移动,抑制初晶Si析出。观察复合材料α相中Si的固溶度发现,随着凝固压力增加,α相中Si的固溶度增加,凝固压力为5GPa,Si的固溶度达到了 6.51%。Si的固溶度增加形成过饱和固溶体,提高了材料的力学性能。热压烧结制备的Al2O3/Al-10Si复合材料抗压强度仅为126 MPa,而5GPa压力下凝固的Al2O3/Al-10Si复合材料抗压强度达到702 MPa。由于过饱和固溶体一种非稳态结构,常压环境下,固溶于α-Al相中Si相极易析出,因此对高压凝固的Al2O3/Al-Si复合材料进行热处理,使部分固溶于α-Al相中的Si元素析出形成细小颗粒状的Si相。随着热处理时间增加,复合材料α-Al相中Si元素的固溶度降低,析出的Si相粒径逐渐增大。4GPa压力下凝固的Al2O3/Al-20Si复合材料热处理6h后析出的Si相呈短棒状。虽然Si元素析出导致固溶强化效果下降,但是弥散分布于α-Al相中的Si相形成沉淀强化,在两种强化机制的共同作用下,Al2O3/Al-Si复合材料力学性能随热处理时间的增加呈先提高后降低的趋势,热处理4h的Al2O3/Al-Si复合材料的综合力学性能最好。