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离子减薄法制备复合材料透射样品

离子减薄法制备复合材料透射样品

第 3 5卷第 3剌、

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理化检验

物理分册

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离子减薄法制备复合材料透射样品 、 I

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堕堵国张家 量永春

(国防科技大学材料工程应用化学系长沙 4 0 7 ) 10 3

713c 2 3 f ̄。? 艺过程及 I艺

擒要介绍 j采用离子减薄法制备 SC A i/ 参数

主题词离子减薄复合材料

T M样品 E IN N I 1 N(

PREPARATI ON OF COM POSI TES T Ya g Gu n Hu J n u Du Yo g u Zh n ic u n ag u si n go a g Ja h n ( p rme t。 a e i l En i e r g a d Ap l d Ch s r De a t n f M t ra s g e i n p i mit y NUD n n e T)

A b t a t P r nee sfr[ob a t iun rp r ̄ no s r c a a3tr o n e m hn igp e a ai fTEM a l o i AIC l]}i sa gv ni o smpe f C/ Ol J ̄ e r ie n S 1( t t sp p hi a er

K e wo d I n t in n Co o i s 1 y r s o—h n i g mp st e EM a l s mpe

1引言 金属基复台材料具有高比强、比模、高温、高耐 耐疲劳等一系列优异的性能,因而在航天、空、航汽车等领域有广阔的应用前景…。复合材料的界面状况直接影响到材料的物理、化学、力学性能及其使用

2试验材料 试验材料采用特殊液体浸渍法拉制的 SC/ t i A

预制丝,预制丝中的 SC纤维为日本碳素公司生产 i 的连续束丝 (每束 5 0根 . 0每根平均直径为 1g; 2 m) 基体为工业纯铝。

寿命 .某种意义上可以认为界面是影响复台材料在 质量的关键部位。为了对复合材料界面进行研究和

3离子减薄工艺 sc/复合材料预制丝的减薄可分两步进行: i AI

表征,人们进行了大量的研究工作。阶段已发展了现 一

些新型设备 .但透射电子显微镜 ( M) TE仍然是进制备 T M

样品比较困难,别是制备由多相 E特

( )预减薄首先对预制丝进行手工研磨 ( 1 砂 纸依次为 1 0 2 0 . 4 0 )将直径约为 , 4=… 0 0, 2 0 5 m的预制丝减薄至厚度 5 ̄ l右。整个研磨 .r a 0m左

行显微结构分析的一种重要手段。 材料组成的复合材料更是困难。国内外已用离子减薄法制备出了 C纤维、/ c c复合材料、/复合材 C AI料等 T M样品,对于 SC A1合材料 T M样 E但 i/复 E 品的制备少见报道,这是由于 SC与 A在物理、 i【化

过程应十分仔细,量避免对显微结构造成损伤。尽 ()离子减薄 2将预减薄的样品装入离子减薄机(日本产 I 0中进行最终减薄,化气体采用 E2)离 高纯氩。离子减薄的速率主要取决于离子能量、离子

学、力学等方面有极不相同的性质 . SC纤维的硬如 i度( Hm在 2 2 5 a以上 )为 A【度 ( 1 7 MP约硬 Hm为 91 a以下 ) 2 8MP的 2倍,但是 SC纤维的断裂韧性 i ( 约为 9 . 7 mm )比 A1 8 0 N/ 却的断裂韧性 ( K约为 9 0 7 mm ) 8. N/’低得多.因而在减薄过程中.固

束与样品表面的夹角(简称入射角,同)下以及样品 原子间的结台力等围素大量的试验表明,减薄工艺参数的选择极为莺要,恰当的条件下,可使纤在就 维、及界面均匀减薄,得质量较高的 TE样铝制 M品。根据]艺参数 (要指加速电压、射角)不:主八的

SC与 AI i两组元的减薄速度极不相同造成制洋困难 .有人采用超薄切片来制备 sc A1曾 i/复合材料的 T M样品 .制样成品率极低。 E但 率文在大量的试验基础卜,采用离子减薄法对

同.整个离子减薄过程可分为两个阶段: 第一阶段:加速电压 2 8 .k入射角 2 .~4 8 V; 0 ~

4。第一阶段: 0;加速电压 1~3 8 V. 8 . k入射角 1。 0 3 0

~

制备出质量较高的 SC AI台材料 T M样的 i/复 E 工艺过程及工艺参数进行了总结

整个离子减薄过程天约需要=十余小时,在此期闸 .需要密切注意并经常查看试样减薄情况 .时及

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