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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 為體積分數)金屬基復合材料錠坯,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.金相觀察發現SiC.和Gr在6061鋁合金基體 中的分布基本均勻. 阻尼性能的測量采用動態熱機械分析儀(DMA ?基金項目:河南省自然科學基金資助項目(0采用噴射共沉積工藝制備6061鋁管的內耗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 下對試樣進行了升降溫測試,升降溫速率dO/dt=2 ?/rain.另外,還測試了試樣應變振幅e在5× 10,5×10(. 采用化學減薄穿孔及離子減薄方法制取TEM 試樣,然后在Philips-CM200透射電鏡上對該擠壓 態試樣進行顯微組織觀察與分析. 由實驗數據繪出升溫和降溫測試時試樣的 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,且這時測試頻率越低,阻尼性能越 好.另外還可看出,無論是升溫還是降溫測試,在 150?左右均存在一溫度內耗峰,尤鋁管方鋁管其是在降溫測 試以及低頻條件下表現得更加明顯.為此,我們對 降溫測試時的內耗特性譜作了進一步處理,即在扣 除指數關系的高溫背景內耗后(圖2中虛線),得到 了4種測試頻率下所對應的呈正態分布的溫度內耗 峰,通過高斯擬合后的采用噴射共沉積工藝制備6061鋁管的內耗結果示于圖3.這里的高溫 背景內耗實際上就是鋁管方鋁管晶粒內部晶體缺陷(主要與位 錯和空位有關)所引起的高溫內耗,它所具有的滯 彈性特性是由于擴散控制的弛豫過程所引起的寬闊 的弛豫譜,是多種機制的復合結果【7]. 采用上述相同的求內耗峰的程序,對升溫和降 溫測試條件下的內耗峰進行了比較(圖4),結果發 現在升降溫過程中峰溫產生了變化,降溫測量時由 暑于熱滯后鋁管方鋁管現象,峰溫顯著向低溫漂移.1Hz和4Hz 下分別達到了27?和12?.眾所周知,由內耗峰 的高度可以測出弛豫強度,由內耗峰的巔值溫度可 以測出弛豫時r:1/60,叫是測量內耗的圓頻率. 這是通過Arrhenius關系式來實現的,即] r一e(1) 式中r.是弛豫時間r的指數前因子,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鋁管的內耗由圖3中的頻率和峰溫擬合出滿足Arrhenius 關系式(即方程2)的直線示于圖5,同時求得的激 活能H和指數前因子r.分別為1.17eV和1.05× 性能隨應變振幅e變化的情況,可見當應變振幅e 第13卷第3期顧敏,等:SiC/Gr顆粒混雜增強6061鋁基復合材料中的內耗峰及其阻尼機制 萎 式 8 '邑 gTemperature/~C 圈4升降溫測量時內耗峰峰溫變鋁管方鋁管化情況 于3×10時,SiC./Gr/6061鋁合金混雜復合材 料的阻尼性能顯著地依賴于應變振幅. 3分析與討論 實驗表明,混雜增強的SiC./Gr/6061鋁合金 復合材料在150?左右存在一溫度內耗峰,然而在 擠壓態和T6態6061鋁合金基體上沒有出現內耗