Formation of Hybrid Metal Matrix Composites by Melt Stirring with Ultrasonic Vibration Based on Interfacial Control

基于界面控制的超声振动熔融搅拌形成杂化金属基复合材料

• 批准号: 07650878
• 负责人: TSUMEKAWA Yoshiki
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Toyota Technological Institute
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 1996
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07650878/
• 关键词: metal matrix composite; ultrasonic vibration; melt stirring; liquid processing; molten aluminum alloy; almina particle; aluminide; exothermic reaction; 渦流撹拌; 液相複合化プロセス; アルミニウム溶湯; Al_2O_3粒子; Al複合材料; ハイブリッドMMC; 生成複合化; 複合スラリー; 撹拌トルク; 濡れ性

This study is aimed at examining the influence of ultrasound-assisted expthermic reaction and improved wettability on the incorporation of Al_2O_3 particles into molten aluminum alloy in melt stirring. The Al_2O_3 particles with premixed nickel powder were added on molten Al-5 mass %Mg alloy and stirred at a rotation speed of 16.7 rps at 1023 K in a nitrogen atmosphere. The ultrasound was then transmitted to molten aluminum alloy with a ceramic plate. The application of ultrasonic vibration to melt stirring not only improve the apparent wettability, but also the nickel powder to dissolve thoroughly into molten aluminum alloy. The exothermic reaction of nickel aluminide formation is promoted by applying ultrasonic vibration. This exothermic reaction leads to a local temperature rise of molten aluminum alloy, which also improve the wettability. The ultrasound-assisted exothermic reaction of nickel aluminide formation contributes to an increase in engulfed Al_2O_3 particles and also the preparation of pore-free composite slurry.

本研究旨在探讨超声辅助放热反应和改善润湿性对熔融搅拌中Al_2O_3颗粒掺入熔融铝合金的影响。将预混合镍粉的Al_2O_3颗粒添加到熔融的Al-5质量%Mg合金上，并在氮气气氛中、在1023K、16.7rps的转速下搅拌。然后用陶瓷板将超声波传输到熔融铝合金上。应用超声波振动进行熔体搅拌不仅提高了表观润湿性，而且使镍粉能够充分溶解到熔融铝合金中。通过施加超声波振动促进铝化镍形成的放热反应。这种放热反应导致熔融铝合金的局部温度升高，这也提高了润湿性。超声辅助的铝化镍放热反应有助于增加被吞噬的Al_2O_3颗粒，并有助于制备无孔复合浆料。

项目成果

Y.Genma, Y.Tsunekawa, M.Okumiya and N.Mohri: "Melt Stirring Process with Ultrasonic Vibration for the Preparation of Al_2O_3 Particle/Al-Mg Composite Slurry." Sheffield, England. (in press). (1997)

Y.Genma、Y.Tsunekawa、M.Okumiya 和 N.Mohri：“超声振动熔融搅拌工艺制备 Al_2O_3 颗粒/Al-Mg 复合浆料”。

Y.Genma,Y.Tsunekawa et al: "Melt Stirring Process with Ultrasonic Vibration for the Preparation of Al_2O_3 Particle/Al-Mg Composite Slurry" Proc.SP97. (1997)

Y.Genma，Y.Tsunekawa等：“超声振动熔融搅拌工艺制备Al_2O_3颗粒/Al-Mg复合浆料”Proc.SP97。

Y.Tsunekawa et al: "Application of Ultrasonic Vibration to Molten Aluminum Infiltration." Key Engineering Materials, -Metal Matrix Composites-. 104-107. 215-224 (1995)

Y.Tsunekawa 等人：“超声波振动在熔融铝渗透中的应用”。

弦間喜和・恒川好樹外: "超音波渦流撹拌によるアルミニウム溶湯へのアルミナ粒子の複合化" 日本鋳造工学会誌. 68・11. 969-974 (1996)

Yoshikazu Genma 和 Yoshiki Tsunekawa：“通过超声波涡流搅拌将氧化铝颗粒合成到熔融铝中”日本铸造工程学会杂志 68・11（1996 年）。

弦間喜和・恒川好樹外: "発熱反応を利用した超音波渦流攪拌によるアルミナ粒子の複合化" 日本鋳造工学会誌. 69. (1997)

Yoshikazu Genma 和 Yoshiki Tsunekawa：“利用放热反应通过超声波涡流搅拌实现氧化铝颗粒的复合”，日本铸造工程学会杂志 69。（1997 年）。