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采用噴射共沉積工藝制備了d180mmX220 mlTl的SiC/Gr/6O61鋁合金復(fù)合材料(含SIC149/6, 平均粒度7,10m;Grl9/6,平均粒度1,3m,均 為體積分?jǐn)?shù))金屬基復(fù)合材料錠坯,然后在400? 將錠坯熱擠壓,制成d18mm棒材,而后在棒材中鋁管方鋁管 取阻尼試樣(17mm×5mm×1ram)和透射電鏡試 樣.金相觀察發(fā)現(xiàn)SiC.和Gr在6061鋁合金基體 中的分布基本均勻. 阻尼性能的測(cè)量采用動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析儀(DMA ?基金項(xiàng)目:河南省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(0采用噴射共沉積工藝制備6061鋁管的內(nèi)耗040041100)收稿日期:2002一O8—形變加載方式為單懸臂.在頻率,為 1.0,4.0,10.0,3O.0Hz及溫度為10,250?條件 下對(duì)試樣進(jìn)行了升降溫測(cè)試,升降溫速率dO/dt=2 ?/rain.另外,還測(cè)試了試樣應(yīng)變振幅e在5× 10,5×10(. 采用化學(xué)減薄穿孔及離子減薄方法制取TEM 試樣,然后在Philips-CM200透射電鏡上對(duì)該擠壓 態(tài)試樣進(jìn)行顯微組織觀察與分析. 由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出升溫和降溫測(cè)試時(shí)試樣的 tan,一特性譜線,分別鋁管方鋁管如圖1,2所示.由圖可 知,在鋁管方鋁管100?之前,阻尼性能隨溫度的升高基本不 變或略有下降,而在100?之后阻尼性能隨鋁管方鋁管溫度升 高大幅增加,且這時(shí)測(cè)試頻率越低,阻尼性能越 好.另外還可看出,無(wú)論是升溫還是降溫測(cè)試,在 150?左右均存在一溫度內(nèi)耗峰,尤鋁管方鋁管其是在降溫測(cè) 試以及低頻條件下表現(xiàn)得更加明顯.為此,我們對(duì) 降溫測(cè)試時(shí)的內(nèi)耗特性譜作了進(jìn)一步處理,即在扣 除指數(shù)關(guān)系的高溫背景內(nèi)耗后(圖2中虛線),得到 了4種測(cè)試頻率下所對(duì)應(yīng)的呈正態(tài)分布的溫度內(nèi)耗 峰,通過(guò)高斯擬合后的采用噴射共沉積工藝制備6061鋁管的內(nèi)耗結(jié)果示于圖3.這里的高溫 背景內(nèi)耗實(shí)際上就是鋁管方鋁管晶粒內(nèi)部晶體缺陷(主要與位 錯(cuò)和空位有關(guān))所引起的高溫內(nèi)耗,它所具有的滯 彈性特性是由于擴(kuò)散控制的弛豫過(guò)程所引起的寬闊 的弛豫譜,是多種機(jī)制的復(fù)合結(jié)果【7]. 采用上述相同的求內(nèi)耗峰的程序,對(duì)升溫和降 溫測(cè)試條件下的內(nèi)耗峰進(jìn)行了比較(圖4),結(jié)果發(fā) 現(xiàn)在升降溫過(guò)程中峰溫產(chǎn)生了變化,降溫測(cè)量時(shí)由 暑于熱滯后鋁管方鋁管現(xiàn)象,峰溫顯著向低溫漂移.1Hz和4Hz 下分別達(dá)到了27?和12?.眾所周知,由內(nèi)耗峰 的高度可以測(cè)出弛豫強(qiáng)度,由內(nèi)耗峰的巔值溫度可 以測(cè)出弛豫時(shí)r:1/60,叫是測(cè)量?jī)?nèi)耗的圓頻率. 這是通過(guò)Arrhenius關(guān)系式來(lái)實(shí)現(xiàn)的,即] r一e(1) 式中r.是弛豫時(shí)間r的指數(shù)前因子,H是激活 能,k是Boltzman常量.在巔值溫度Tp,叫r一鋁管方鋁管1, 從而(1)式可化為 采用噴射共沉積工藝制備6061鋁管的內(nèi)耗由圖3中的頻率和峰溫?cái)M合出滿足Arrhenius 關(guān)系式(即方程2)的直線示于圖5,同時(shí)求得的激 活能H和指數(shù)前因子r.分別為1.17eV和1.05× 性能隨應(yīng)變振幅e變化的情況,可見(jiàn)當(dāng)應(yīng)變振幅e 第13卷第3期顧敏,等:SiC/Gr顆�；祀s增強(qiáng)6061鋁基復(fù)合材料中的內(nèi)耗峰及其阻尼機(jī)制 萎 式 8 '邑 gTemperature/~C 圈4升降溫測(cè)量時(shí)內(nèi)耗峰峰溫變鋁管方鋁管化情況 于3×10時(shí),SiC./Gr/6061鋁合金混雜復(fù)合材 料的阻尼性能顯著地依賴于應(yīng)變振幅. 3分析與討論 實(shí)驗(yàn)表明,混雜增強(qiáng)的SiC./Gr/6061鋁合金 復(fù)合材料在150?左右存在一溫度內(nèi)耗峰,然而在 擠壓態(tài)和T6態(tài)6061鋁合金基體上沒(méi)有出現(xiàn)內(nèi)耗