期刊信息
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  • 上海市科学技术协会
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  • 上海有色金属学会
    上海理工大学
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  • 主    编:
  • 刘 平
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  • 2096-2983
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  • 31-2125/TF
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  • 定    价:
  • 60.00
张鹏,祖祥博,娄东阁,蒋烨倩,章冰,张柯.氧化锆增强铝基复合材料的制备及性能研究[J].有色金属材料与工程,2024,45(4):25-32.
氧化锆增强铝基复合材料的制备及性能研究
Preparation and properties of zirconia-reinforced aluminum matrix composites
  
DOI:10.13258/j.cnki.nmme.20240207001
中文关键词:  铝基复合材料  氧化钇稳定氧化锆  铸造  力学性能
英文关键词:aluminum-based composites  yttrium oxide stabilized zirconia  casting  mechanical properties.
基金项目:国家自然科学基金资助项目(52371070)
作者单位E-mail
张鹏 上海理工大学 材料与化学学院, 上海 200093  
祖祥博 上海理工大学 材料与化学学院, 上海 200093  
娄东阁 中铝洛阳铜加工有限公司河南 洛阳 471039  
蒋烨倩 上海理工大学 材料与化学学院, 上海 200093  
章冰 上海理工大学 材料与化学学院, 上海 200093  
张柯 上海理工大学 材料与化学学院, 上海 200093 zhangke@usst.edu.cn 
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中文摘要:
      铝合金由于其强度高、质量轻、价格低等多重优势,在汽车制造、航空航天、水下装备等各个领域都极具应用前景。利用机械搅拌铸造方法制备了不同质量分数纳米氧化钇稳定氧化锆(yttrium oxide stabilized zirconia,YSZ)的Al-YSZ复合材料,研究纳米YSZ质量分数对铝基复合材料组织和性能的影响。研究结果表明,添加的纳米YSZ均匀分布在Al基体中,不与Al基体发生反应。同时能够作为异质形核剂细化晶粒,并通过Orowan 强化机制提升复合材料的力学性能。添加质量分数为8%的纳米YSZ的复合材料具有较好的强度和塑性。同时,在受到外力作用时,纳米YSZ会发生从四方到单斜的相变,并产生一定的体积膨胀,在吸收能量的同时改善了复合材料内部的晶格畸变,从而提高了铸态复合材料的塑性。
英文摘要:
      Aluminum alloy, due to its multiple advantages such as high strength, lightweight, and cost-effectiveness, holds significant potential for applications in various fields including automotive manufacturing, aerospace, and underwater equipment. Al-yttrium oxide stabilized zirconia (YSZ) composite materials with varying content of nano-YSZ were prepared using the mechanical stir casting method to investigate the influence of nano-YSZ and its mass fraction on the microstructure and properties of aluminum-based composites. The results reveal that the added nano-YSZ is uniformly distributed within the Al matrix without reacting with it. Additionally, it can serve as a heterogeneous nucleating agent for grain refinement and enhance the mechanical properties of the composite materials through the Orowan strengthening mechanism. Composite materials with 8% mass fraction of nano-YSZ exhibit good tensile strength and ductility. This enhancement can be attributed to the tetragonal-to-monoclinic phase transformation of nano-YSZ under external forces, resulting in volumetric expansion and simultaneous absorption of energy, thereby ameliorating lattice distortion within the composite and enhancing its ductility in the as-cast state.
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