【摘 要】
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粉煤灰是电厂燃煤后排出的固体废弃物，来源广泛、价格低廉，作为一种球形增强体颗粒以其优良的抗应力特性而得到广泛地关注。目前广泛应用的搅拌铸造法制备颗粒增强金属基复合材
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粉煤灰是电厂燃煤后排出的固体废弃物，来源广泛、价格低廉，作为一种球形增强体颗粒以其优良的抗应力特性而得到广泛地关注。目前广泛应用的搅拌铸造法制备颗粒增强金属基复合材料，但均匀分散性和界面控制仍难以优化。 本文以纯度为99％的铝粉为基体原料，以粉煤灰作为添加剂，通过粉料的均匀混合-单轴向冷压-烧结的工艺流程制备粉煤灰增强铝基复合材料。实验优化各项工艺参数，改善粉煤灰的分散性;研究不同保压时间对生坯性能的影响;探索烧结温度、保温时间对复合材料气孔率、界面结合、界面反应、烧结试样硬度以及耐磨性能的影响。实验结果表明: 使用300目筛下粉煤灰为增强体;选用钢球为研磨介质，添加量为:W14∶W12∶W10∶W8∶W6=1∶1∶3∶3∶2;混料筒添加混合粉末质量为150g，转速不得超过140 r/min;当混料时间小于3小时，随着混料时间的增大，粉煤灰的分散性变好，当混料时间超过3小时后，粉煤灰以细条状分布于颗粒界面之间，延长混料时间无法提高均匀性;随着粉煤灰含量的增多，复合材料的组织越来越疏松，在本文工艺下，能保证复合材料中粉煤灰含量少于15％时，分散性良好，粉煤灰含量超过15％后，难以制得致密烧结试样。 成型过程中，选用压制载荷400MPa压制90g混合粉末，保压时间为2min、4min、6min时，烧结试样易产生大裂纹，保压8min、10min烧结试样完整度高，不易开裂。 随烧结温度升高，烧结试样气孔率下降，颗粒间界面逐渐消失，硬度和耐磨性都有所提高，但当烧结温度为577℃时，界面轮廓可见，且硬度和耐磨性能较差;延长保温时间，烧结试样气孔率下降、界面逐渐消失，硬度、耐磨性随之提高，但当保温时间达到2.5h，烧结试样界面结合情况变差，硬度及耐磨性下降;烧结温度为477℃，保温时间为2h时，硬度和耐磨性能最佳。
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