钨强化铝复合材料

铝基复合材料具有低密度、高拉伸强度、高弹性模量和高耐磨性等优点。因此，铝基复合材料在航空航天中具有很大的应用潜能。

目前生产铝基复合材料的方法大多为挤压铸造法、无压浸渗法和喷射成形法，这些方法存在一定的缺点，比如强化颗粒在基体中分散不均匀，强化颗粒与铝基体润湿性差，制备的复合材料孔隙度高和较低的经济效益等。

累积叠轧焊做为一种崭新的方法克服了上述的缺点，近年来，人们利用该方法已经生产出了多种铝基复合材料，比如B₄C强化铝基复合材料，SiCP强化铝基复合材料，Al₂O₃强化铝基复合材料，SiO₂强化铝基复合材料，ZrO₂强化铝基复合材料和ZnO₂强化铝基复合材料。

这些铝基复合材料的增强相均为陶瓷颗粒，因此，他们的导电性能受到了很大程度的限制。静电积聚严重地威胁了航空组件的安全。因此，在选择航空组件的材料时，电导率必须要考虑在内。用硬度较高的金属钨颗粒增强铝基复合材料有可能在不牺牲原有铝基复合材料优良力学性能的前提下解决它们导电率低下的问题，进而达到航空组件材料的要求。因此，研究人员认为，可以尝试采用累积叠轧焊法来制造钨强化铝复合材料。

将尺寸为150mm×100mm×7mm的退火态1060工业纯铝板表面用钢丝刷进行打磨，然后用酒精进行清洗。将直径为10-15μm的29g纯钨颗粒均匀铺在两片铝板之间，两片铝板叠放好后放入温度为350℃马弗炉中，加热10分钟后在直径为300mm，长度为220mm的轧机上进行轧制。轧制的过程中不使用润滑油，轧制速度和压下量分别为0.4m/s和50%，轧制完成后空冷至室温。将首道次轧制后的复合板材从中间切断，分别用钢刷和酒精对板材表面进行打磨、清洗，在切断后的两板材之间均匀铺放与第一道次质量相同的纯钨颗粒（29g），在350℃加热10分钟后进行第2道次轧制。轧制条件与第一道次相同。重复剪切、打磨清洗、铺放纯钨颗粒、叠放、加热和轧制至第4道次。最后合成出钨铝复合材料板材。将合成的复合材料板材进行11次循环的剪切、打磨清洗、叠放、加热和轧制。最终得到颗粒分布均匀的钨强化铝复合材料板材。

钨强化铝复合材料在不破坏纯铝优良导电性能的前提下，力学性能得到了大幅的提高。其屈服强度为130-152MPa、抗拉强度为145-160MPa、布氏硬度为50-63HB，分别为退火态1060工业纯铝的3.25-3.8倍、1.812-2倍和1.72-2.172倍。

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