【环氧板】过程的气氛控制

液态金属搅拌铸造法是利用传将增强颗粒直接加人到基体金属熔体中，通过搅拌使颗粒均匀地分散在液态金属中，然快后道铸成特定形状的.或简单浇铸成锭坯经过挤压、轧制等二次加工制备工件，完成金属基环氧板材料制备的方法。该方法通常用来制备颗粒增强的金属基环氧板材料。随着增强颗粒的加人，金属熔体性变大，不利于颗粒的分散，因而该方法不适合制备高体积分数的环氧板材料。易在搅拌过程中均匀混合在液态金属中。因此，该方法也不适于制备连续纤维增强的液态金属搅拌铸造法借助传统的金属铸造设备即可完成，工艺简单，成本低，适合大规模产.是工业制备颗粒增强金属基环氧板材料的主要方法。

在波态金属搅拌工艺过程中,由于增强颗粒的团聚.沉淀以及增强颗粒与金属基体润湿性较差，颗粒较难在金属基体中均勾分散:强烈的搅拌容易造成金属熔体的氧化和大量空气的吸人。该方法最关键的问题是颗粒在金属基体中的均匀分散及金属的氧化防护。主要措施

(1)在金属熔体中添加合金元素:某些合金元素可以降低金属熔体的表面张力，改善液态金属与陶瓷颗粒的润湿性。例如在铝熔体中加人钙、镁、锂等元素可以明显降低熔体的表面张力，提高铝熔体对陶瓷颗粒的润湿性,有利于陶瓷颗粒在熔体中的分散，提高其环氧板效率。

(2)颗粒表面处理:比较简单有效的方法是对颗粒进行高温热处理，使有害物质在高温下挥发、脱除。有些颗粒，如SiC,在高温处理过程中发生氧化,在表面生成SiO2薄层,可以明显改善熔融铝合金基体对颗粒的润湿性，也可以通过电镀、化学镀等方法使陶瓷颗粒表面改性，从而改善润湿性。

(3)环氧板过程的气氛控制:由于液态金属氧化生成的氧化膜阻止金属与颗粒的混合和润湿，吸人的气体又会造成大量的气孔，严重影响环氧板材料的质量，因而要采用真空或惰性气体保护来防止金属熔体的氧化和吸气。

(4有效的搅拌:强烈的搅动可使液态金属以高的剪切速度流过颗粒表面、能有效改善金属与颗粒之间的润湿性，促进颗粒在液态金属中的均勾分布。通常采取高速旋转的机械搅拌或超声波搅拌来强化搅拌过程。

(5)箱短凝固时间:由于增强顺粒与金凤熔体密度不同，在停止搅拌后及浇人到铸型的凝目过程中会发生增强频粒的。上浮成下沉现象,造成增强颗粒的分布不均勾、因面需要减少搅非后的停留时间及缩短凝固时间来避免增强额粒在金属基体中的分布不均匀。

(6)选择适当的铸造工艺，因固体颗粒的加人，熔体的流动性显著降低、充型能力不好，一般采用挤压铸造、液态模锻等工艺比较合适。

无论环氧板材料界面是以何种方式结合的，环氧板材料总是在一定温度下制备的，而在该温度下，环氧板材料各组元是热膨胀匹配的。然而,环氧板材料一般在高于或低于制备温度下服役。纤维和基体便会因热膨胀系数的不同而产生热失配，进而产生界面热应力。界面热应力又分为径向热应力、轴向热应力和环向热应力。其中,径向热应力是由纤维径向与基体热失配引起的，轴向热应力是由纤维轴向与基体热失配引起的环向热应力则是由纤维环向与基体热失配面生的。轴向热应力较大时可能造成基体屈服或开裂,径向热应力和环向热应力则可能使界面脱點。所示为由于热应力导致的界面脱钻和基体开裂的为微观形貌。

一般面百、高根量、高强度纤维的热膨胀系数小于基体的热膨多胀系数。简单示意了纤维径向热应力产生的过程。所示为制备温度下，下，基体和纤维的热匹配状态。当环氧板材料服役温度低于其制备温度时，基体收缩程度大大于纤维轴向收缩程度。