SiC粒徑比對(duì)SiCp/Al基復(fù)合材料組織及性能的影響

謝瑞，李萍，吳信濤，賀鵬，薛克敏

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SiC粒徑比對(duì)SiCp/Al基復(fù)合材料組織及性能的影響

謝瑞，李萍，吳信濤，賀鵬，薛克敏

(合肥工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，合肥 230009)

采用高壓扭轉(zhuǎn)(high pressure torsion)法將粒徑比分別為1:1，1:7，1:21的SiC顆粒和純鋁粉末的混合物固結(jié)成金屬基復(fù)合材料。利用金相顯微鏡、顯微維氏硬度計(jì)、萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)和掃描電鏡研究不同SiC粒徑比對(duì)SiCp/Al復(fù)合材料顯微組織和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明，與SiC粒徑比1:1的試樣相比，粒徑比為1:7和1:21的試樣中SiC顆粒分布更加均勻，顆粒間無(wú)明顯團(tuán)聚現(xiàn)象；大顆粒加入后對(duì)材料硬度的影響較為復(fù)雜，1:21試樣硬度值最低；材料伸長(zhǎng)率分別提高130%和113%，致密度也高于1:1的試樣，材料斷裂形式為韌性斷裂。SiC粒徑比為1:7試樣的致密度、伸長(zhǎng)率高于粒徑比為1:21試樣，綜合性能較好。

SiC顆粒；SiCp/Al復(fù)合材料；高壓扭轉(zhuǎn)；顯微組織；粒徑比；力學(xué)性能

SiCp/Al基復(fù)合材料因其一系列優(yōu)點(diǎn)，如較高的比強(qiáng)度、比剛度、彈性模量、導(dǎo)熱性及較低的熱膨脹系數(shù)，因而大量應(yīng)用在軍工、高鐵、航空等高、精、尖領(lǐng)域[1?5]。目前常用的制備工藝有粉末冶金、攪拌鑄造、壓力鑄造、無(wú)壓滲透等方法，但所制得的鋁基碳化硅復(fù)合材料存在顆粒團(tuán)聚、偏聚，孔隙率高，界面結(jié)合差等缺陷，常需要進(jìn)行二次加工以提高性能[3, 6]。這限制了鋁基碳化硅復(fù)合材料的應(yīng)用，因而尋求一種能有效改善碳化硅顆粒團(tuán)聚、提高致密度的工藝方法極其重要。高壓扭轉(zhuǎn)法(HPT)是在一定溫度下，在變形體高度方向施加壓力，同時(shí)通過(guò)旋轉(zhuǎn)下模使主動(dòng)摩擦作用在變形體橫截面上，從而產(chǎn)生剪切扭矩的一種大塑性變形工藝[1, 7?8]。它具有較強(qiáng)的剪切變形能力，能顯著改善顆粒分布均勻性，并且高靜水壓力可以有效閉合孔隙，得到致密度較高的復(fù)合材料，比較適合制備高性能鋁基復(fù)合材料[8?9]。李曉等[10?11]研究發(fā)現(xiàn)，采用HPT法制備SiCp/Al復(fù)合材料，在工藝參數(shù)中，扭轉(zhuǎn)圈數(shù)對(duì)SiC顆粒分布影響最為顯著，增大壓力、提高溫度、增大扭轉(zhuǎn)圈數(shù)可獲得增強(qiáng)顆粒均勻分布的復(fù)合材料，但所添加的SiC顆粒尺寸單一。薛克敏等[12]研究了高壓扭轉(zhuǎn)圈數(shù)對(duì)SiC/Al復(fù)合材料的影響，發(fā)現(xiàn)隨圈數(shù)增大，SiC顆粒分布更均勻，力學(xué)性能更好。國(guó)外關(guān)于HPT的研究大多集中在金屬材料[13?14]，而關(guān)于SiC顆粒粒徑比對(duì)復(fù)合材料組織性能影響的研究較少。本文采用高壓扭轉(zhuǎn)法制備SiCp/Al復(fù)合材料，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行深入分析，研究HPT法下SiC顆粒粒徑比對(duì)SiCp/Al復(fù)合材料組織性能的影響。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 多粒徑顆粒堆積原理

圖1所示為單一粒徑顆粒的致密度與顆粒不規(guī)則外形的關(guān)系，顆粒外形越不規(guī)則，致密度越低[15]。對(duì)于單一粒徑顆粒的粉末而言，理想狀態(tài)下，即假定顆粒形狀為球狀，且每個(gè)顆粒都緊密接觸，其松裝密度也只能達(dá)到 65%左右。而在實(shí)際中，SiC顆粒一般是通過(guò)破碎的方式生產(chǎn)得到，顆粒形狀一般為多邊形，與球形相差較大，因此，單一粒徑粉末顆粒的致密度遠(yuǎn)低于理想狀態(tài)。

圖1 單一粒徑顆粒致密度與相對(duì)球形的關(guān)系[15]

圖2所示為 McGeary 對(duì)不同粒徑的顆粒隨機(jī)緊密堆積密度的測(cè)量結(jié)果[16]。當(dāng)粒徑比小于15:1時(shí)，相對(duì)密度隨顆粒粒徑比增加而增加，在粒徑比大約為7:1處，密度增加明顯緩慢，此處對(duì)應(yīng)的是細(xì)顆粒正好填滿粗顆粒間的三角形孔隙，此時(shí)與理論計(jì)算所得到的粗細(xì)顆粒粒徑比約為6.46:1一致。當(dāng)粒徑比大于20:1，松裝密度不再變化。因而本文不同尺寸SiC粒徑比選擇為1:1，1:7，1:21。

圖2 McGeary關(guān)于粒徑比和堆集密度的研究結(jié)果[16]

1.2 實(shí)驗(yàn)參數(shù)

本實(shí)驗(yàn)選用綠色多角形α-SiC顆粒(純度大于99%)為增強(qiáng)體，小顆粒SiC平均粒徑為1 μm、大顆粒SiC平均粒徑分別為7 μm和21 μm，以平均粒徑為29 μm的純鋁粉末(純度大于98.7%)為基體。先對(duì)SiC顆粒進(jìn)行高溫氧化處理，使其表面覆蓋一層SiO2以改善其與Al的潤(rùn)濕性[17?18]。在溫度為200 ℃、壓力1 GPa、扭轉(zhuǎn)圈數(shù)5圈、扭轉(zhuǎn)角速度1 r/min，小顆粒與大顆粒粒徑比為1:1，1:7，1:21且體積比為4:1的條件下，采用高壓扭轉(zhuǎn)法直接將混合均勻的SiC顆粒與純鋁顆?；旌衔镏苽涑审w積分?jǐn)?shù)為10%的SiCp/Al復(fù)合材料。如圖3所示，制備的試樣尺寸為30 mm×2 mm，試樣表面帶有明顯的金屬光澤，說(shuō)明SiC顆粒與鋁粉固結(jié)良好。在本文中粒徑比分別簡(jiǎn)記為1:1，1:7，1:21。

1.3 測(cè)試方法

對(duì)所制得的試樣進(jìn)行線切割，圖4所示為線切割示意圖，主要分為三個(gè)區(qū)域：A區(qū)用于拉伸實(shí)驗(yàn)，B區(qū)用于微觀組織觀察，C區(qū)用于相對(duì)密度測(cè)量。試樣在室溫下粗精磨制并拋光后，采用倒置金相顯微鏡(4XB?TV)觀察其金相組織，采用顯微維氏硬度計(jì)(MH-3)測(cè)試其硬度，在萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)(CMT4104)上對(duì)試樣進(jìn)行準(zhǔn)靜態(tài)室溫拉伸性能測(cè)試，通過(guò)掃描電鏡(JSM6490/LV)對(duì)拉伸后試樣斷口進(jìn)行表征，采用排水法測(cè)試試樣的相對(duì)密度。

圖3 SiCp/Al基復(fù)合材料試樣

圖4 試樣的線切割設(shè)計(jì)

2 結(jié)果與討論

2.1 顯微組織分析

圖5所示為不同粒徑比下距試樣圓心12 mm處的顯微組織，灰黑色為SiC顆粒，白色為鋁基體，深黑色為顆粒脫落或者原始孔洞。由圖中可看出粒徑比為1:1的試樣中存在一定的顆粒團(tuán)聚現(xiàn)象，因該試樣中只添加了單一粒徑的SiC顆粒，且粒徑為1 μm，尺寸較小，顆粒比表面積較大，從而顆粒之間的內(nèi)聚力增大，使得粉末容易團(tuán)聚，雖然在高壓扭轉(zhuǎn)下顆粒分布的均勻性提高，仍然不能完全消除較小顆粒的團(tuán)聚作用。當(dāng)粒徑配比為1:7和1:21時(shí)，試樣中SiC顆粒在鋁基體分布較均勻，沒(méi)有出現(xiàn)明顯的偏聚、團(tuán)聚現(xiàn)象，說(shuō)明較大粒徑的SiC顆粒加入可以減弱小粒徑SiC顆粒間的吸附作用，起到改善SiC顆粒分布均勻性的作用，由多粒徑顆粒堆積原理可知，小顆?？梢蕴畛淙氪箢w粒的間隙中，減少了小顆粒彼此之間的團(tuán)聚現(xiàn)象。從圖5(c)中還可以看出，除了1 μm和21 μm的SiC顆粒，試樣中還有一些中間尺寸的顆粒，這是由于高壓扭轉(zhuǎn)強(qiáng)烈的剪切作用，使得大顆粒破碎成若干尺寸的小顆粒。同時(shí)大顆粒粒徑越大，自身缺陷也越多，較易破碎。破碎后的顆粒在剪切作用下，分布在鋁基體中。

圖5 不同粒徑比下距試樣圓心12 mm處的顯微組織

2.2 力學(xué)性能分析

2.2.1 顯微硬度

圖6所示為不同粒徑比下試樣沿扭轉(zhuǎn)半徑方向的顯微硬度分布圖。從圖中可以明顯看出，隨扭轉(zhuǎn)半徑增加，不同粒徑比試樣的顯微硬度值先增大后減小。高壓扭轉(zhuǎn)中的剪切應(yīng)變公式[7]：

式(1)中：為扭轉(zhuǎn)圈數(shù)；為扭轉(zhuǎn)半徑；為試樣厚度。由式(1)可知，隨扭轉(zhuǎn)半徑增大，剪切應(yīng)變量增加。隨應(yīng)變量增加，SiC顆粒團(tuán)聚得到改善，顆粒分布均勻性增加。同時(shí)，應(yīng)變量升高導(dǎo)致鋁基體位錯(cuò)密度升高，鋁基體與碳化硅界面處位錯(cuò)塞積嚴(yán)重，材料得到強(qiáng)化，顯微硬度隨之提高。隨扭轉(zhuǎn)半徑繼續(xù)增大，顯微硬度小幅下降，因?yàn)槟＞甙惭b中具有一定量的間隙，導(dǎo)致邊緣處受到的三向壓力不足。同時(shí)邊緣處存在打滑現(xiàn)象，扭矩不能完全施加在試樣上，從而使得邊緣處致密效果較差，顯微硬度下降。當(dāng)試樣半徑較小時(shí)，由式(1)可知，此時(shí)的剪切應(yīng)變量較小，試樣承受軸向壓力的作用較明顯。由于粒徑比1:7和1:21的試樣中含有大顆粒，在體積分?jǐn)?shù)相同的情況下，大顆粒的加入降低了試樣中顆粒總數(shù)目，故此處含有大顆粒試樣的硬度值低于粒徑比1:1的試樣。當(dāng)扭轉(zhuǎn)半徑增大到一定程度后，粒徑比為1:7試樣的顯微硬度值逐漸高于1:1和1:21的試樣。結(jié)合金相組織可知，相比于1:1的試樣，較大顆粒加入后，試樣中無(wú)明顯顆粒團(tuán)聚現(xiàn)象，可提高SiC顆粒分布的均勻性。由多粒徑顆粒堆積原理可知，小粒徑的顆粒填入大粒徑顆粒的間隙中，可提高材料的致密度，顆粒分布也更均勻，顯微硬度值增加。而粒徑比1:21試樣的硬度值最低，這是由于加入了21 μm的SiC顆粒后，小顆粒與大顆粒之間尺寸相差較大，大顆粒數(shù)量少，小顆粒組成的團(tuán)聚簇填入大顆粒間隙內(nèi)，此外顆粒越大自身缺陷也越多，在高壓扭轉(zhuǎn)過(guò)程中顆粒易破碎。大顆粒破碎成若干小顆粒后，小顆粒易團(tuán)聚、偏聚，與鋁基體結(jié)合界面較差、孔隙較多，從而降低了材料的顯微硬度值。

圖6 不同粒徑比下各試樣沿扭轉(zhuǎn)方向的顯微硬度

Fig.6 Microhardness of each samples with different particle size ratio

2.2.2 拉伸性能及斷口分析

圖7所示為不同粒徑比試樣拉伸應(yīng)力－應(yīng)變曲線，試樣在拉伸過(guò)程中，彈性階段曲線走向較為一致，塑性階段均未出現(xiàn)明顯的屈服平臺(tái)，不同粒徑配比的復(fù)合材料的塑性表現(xiàn)出較大的區(qū)別。粒徑比為1:1試樣的伸長(zhǎng)率遠(yuǎn)低于粒徑比1:7和1:21的試樣。表1所列為從拉伸應(yīng)力－應(yīng)變曲線中提取的材料性能參數(shù)以及排水法測(cè)得的致密度，由表可知，試樣的抗拉強(qiáng)度值相近，這是因?yàn)槿叩腟iC顆粒體積分?jǐn)?shù)均為10%，顆粒尺寸越大，顆?？倲?shù)目越小，而且在高壓扭轉(zhuǎn)法制備SiCp/Al 基復(fù)合材料的過(guò)程中，大顆粒更容易發(fā)生顆粒破碎，在一定程度上抵消了粒徑配比的作用。

粒徑比1:7及1:21試樣的伸長(zhǎng)率明顯高于1:1試樣，分別提高了130%和113%。不同粒徑比試樣的拉伸斷口SEM照片如圖8所示。從圖中可見(jiàn)，粒徑比1:1試樣的斷口SEM 形貌含有一定的因?yàn)樾×絊iC顆粒團(tuán)聚現(xiàn)象而留下的大韌窩，顆粒團(tuán)聚體內(nèi)的顆粒之間由于缺乏鋁基體填充，多為孔隙或者弱粘結(jié)，拉伸時(shí)裂紋在SiC顆粒與鋁基體的弱結(jié)合面處形成，沿著界面向基體擴(kuò)展，隨后拉伸應(yīng)力增大，裂紋逐漸擴(kuò)展，直至斷裂。試樣拉斷后，顆粒團(tuán)聚體分成兩部分分別留在各自斷口的鋁基體中；由于添加了大粒徑的SiC顆粒，改善了顆粒團(tuán)聚現(xiàn)象，顆粒分布均勻性提高，SiC顆粒與鋁基體結(jié)合較好，因而粒徑比1:7和1:21的試樣中少有1:1試樣中的顆粒團(tuán)聚大韌窩，在拉伸時(shí)，SiC顆粒阻礙微裂紋的產(chǎn)生和長(zhǎng)大，當(dāng)發(fā)生宏觀失效時(shí)，基體被撕裂，因而基體部分有較明顯的撕裂棱。比較三者韌窩的深淺可知，單一粒徑試樣的斷口韌窩尺寸明顯較大，深度較淺，斷口也較為平整。而多粒徑試樣的斷口韌窩較深，基體部分出現(xiàn)明顯的撕裂棱，表現(xiàn)為韌性斷裂，塑性較好。故而粒徑比1:7及1:21試樣的伸長(zhǎng)率明顯高于1:1試樣。

圖7 不同粒徑比下拉伸應(yīng)力?應(yīng)變曲線

表1 不同粒徑比下各試樣的物理和力學(xué)性能

圖8 不同粒徑比下拉伸斷口SEM照片

粒徑比1:7和1:21試樣的致密度均大于1:1試樣。這是由于單一粒徑粉末致密效果較差，顆粒間易產(chǎn)生團(tuán)聚現(xiàn)象。雖然高壓扭轉(zhuǎn)強(qiáng)烈的剪切作用能閉合孔隙，提高致密度，但仍然不能消除單一粒徑的影響。粒徑比1:7試樣的致密度最高，根據(jù)多粒徑顆粒堆積原理，當(dāng)粒徑比約為1:7時(shí)，小顆粒正好填滿大顆粒間的間隙，同時(shí)1:21試樣中大顆粒尺寸過(guò)大，大顆粒易破碎成小顆粒，小顆粒易產(chǎn)生團(tuán)聚現(xiàn)象，從而降低致密度。綜合以上分析，性能最優(yōu)的是粒徑配比為1:7的試樣。

3 結(jié)論

1) 粒徑比為1:1的試樣中出現(xiàn)了明顯的顆粒團(tuán)聚、偏聚現(xiàn)象，而當(dāng)小顆粒與大顆粒粒徑比為1:7和1:21時(shí)，顆粒分布較均勻，無(wú)明顯團(tuán)聚現(xiàn)象。

2) 不同粒徑比試樣的顯微硬度值沿著扭轉(zhuǎn)半徑先增大后減小，當(dāng)扭轉(zhuǎn)半徑增大到一定程度后，粒徑比為1:7試樣的顯微硬度值最高，而由于顆粒尺寸過(guò)大導(dǎo)致顆?？倲?shù)目的降低及大顆粒自身缺陷多，使得粒徑比為1:21試樣的硬度值最低。

3) 單一粒徑試樣的韌窩尺寸較大、深度較淺，伸長(zhǎng)率明顯低于多粒徑試樣。多粒徑試樣斷口韌窩較深，尺寸較小，存在較明顯的撕裂痕跡，塑性較好，斷裂形式為韌性斷裂。粒徑比1:7和1:21試樣的伸長(zhǎng)率分別提高了130%和113%，同時(shí)致密度也高于1:1的試樣，粒徑比1:7試樣的伸長(zhǎng)率和致密度最高，綜合性能較好。

[1] ALEXANDER P, ZHILYAEV A P, TERENCE G. et al. Using high-pressure torsion for metal processing: Fundamentals and applications[J]. Progress in Materials Science, 2008, 53(6): 893? 979.

[2] SIVA S B V, GANGULY R I, RAO G S, et al. Quantitative studies on wear behavior of Al-(Al2O3-SiC-C) composite prepared with in situ ceramic composite developed from colliery waste[J]. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part J-Journal of Engineering Tribology, 2015, 229(7): 823?834.

[3] CHAWLA N, GANESH V V, WUNSCH B. Three-dimensional (3D) microstructure visualization and finite element modeling of the mechanical behavior of SiC particle reinforced aluminum composites[J]. Scripta Materialia, 2004, 51(2): 161?165.

[4] OUYANG Q, ZHANG D, ZHU X, et al. A Numerical modeling of failure mechanism for SiC particle reinforced metal-metrix composites[J]. CMC:Computers, Materials & Continua, 2014, 41(1): 37?53.

[5] 錢(qián)陳豪, 李萍, 薛克敏, 等. 等徑角擠扭法制備SiCp/Al復(fù)合材料的界面特性[J]. 粉末冶金材料科學(xué)與工程, 2015, 1: 65?71. QIAN Chenhao, LI Ping, XUE Kemin, et al. Characteristics of SiCp/Al composites interface fabricated by equal channel angular pressing and torsion[J]. Materials Science and Engineering of Powder Metallurgy, 2015, 1: 65?71.

[6] CHMIELEWSK M, PIATKOWSKA A. Effect of rhenium addition on wear behavior of Cr-Al2O3metal matrix composites[J]. Journal of Materials Engineering and Performance, 2015, 24(5): 1871?1880.

[7] 薛克敏, 張君, 李萍, 等. 高壓扭轉(zhuǎn)法的研究現(xiàn)狀及展望[J]. 合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2008, 31(10): 1613?1616. XUE Kemin, ZHANG Jun, LI Ping, et al. Current research situation and Prospect of high pressure torsion[J]. Journal of Hefei University of Technology (Natural Science), 2008, 31(10): 1613?1616.

[8] ZHILYAEV A P, NURISLAMOVA G V, KIM B K, et al. Experimental parameters influencing grain refinement and microstructural evolution during high-pressure torsion[J]. Acta Materialia, 2003, 51(3): 753?765.

[9] ZHILYAEV A P, LANGDON T G. Using high-pressure torsion for metal processing: Fundamentals and applications[J]. Progress in Materials Science, 2008, 53(6): 893?979.

[10] 李曉, 李萍, 薛克敏, 等. 高壓扭轉(zhuǎn)法對(duì) SiCp/Al復(fù)合材料顆粒分布的影響[J]. 材料工程, 2012(2): 50?54. LI Xiao, LI Ping, XUE Kemin, et al. Effect of high-pressure torsion on particle distribution of SiCP/A1 composites[J]. Journal of Material Engineering, 2012(2): 50?54.

[11] 李曉, 李萍, 薛克敏, 等. 高壓扭轉(zhuǎn)壓力對(duì)SiCp/Al復(fù)合材料組織性能的影響[J]. 中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào), 2012(2): 401?407. LI Xiao, LI Ping, XUE Kemin, et al. Effects of high-pressure torsion pressure on microstructure and mechanical property of SiCp/Al composites[J]. The Chinese Journal of Nonferrous Metals, 2012(2): 401?407.

[12] 薛克敏, 錢(qián)陳豪, 李萍, 等. 高壓扭轉(zhuǎn)圈數(shù)對(duì)碳化硅顆粒鋁基復(fù)合材料組織和性能的影響[J]. 塑性工程學(xué)報(bào), 2012, 9(2): 92?95. XUE Kemin, QIAN Chenhao, LI Ping, et al. Effect of turning numbers on microstructure and properties of SiCp/Al composite during high-pressure torsion[J]. Journal of Plasticity Engineering, 2012, 9(2): 92?95.

[13] AZUSHIMA A, KOPP R, KORHONEN A, et al. Severe plastic deformation (SPD) processes for metals[J]. CIRP Annals-Manufacturing Technology, 2008, 57(2): 716?735.

[14] KAVEH E, TADAYOSHI F, ZENJI H. Microstructure and mechanical properties of pure Cu processed by high-pressure torsion[J]. Materials Science and Engineering A, 2008, 497(1/2): 168?173.

[15] 石文超. SiCp/Al復(fù)合材料的高壓扭轉(zhuǎn)制備及組織性能研究[D]. 合肥: 合肥工業(yè)大學(xué), 2013: 37?39. SHI Wenchao. Study on perparation and structure property by high pressure torsion of SiCp/Al composites[D]. Hefei: Hefei University of Technology, 2013: 37?39.

[16] 洪雨. 雙尺寸顆粒SiC/Al復(fù)合材料的無(wú)壓滲透制備及性能研究[D]. 合肥: 合肥工業(yè)大學(xué), 2009: 35?37. HONG Yu. Research on prepartion and properties by pressureless infiltration process of SiC/Al composites with double Size distribution[D]. Hefei: Hefei University of Technology, 2009: 35?37.

[17] URENA A, MARTINEZ E. E, RODRIGO P, et al. Oxidation treatments for SiC particles used as reinforcement in aluminium matrix composites[J]. Composites Science and Technology, 2004, 64(12): 1843?1854.

[18] PARDO A, MERINO M C, RAMS J, et al. Effect of reinforcement coating on the oxidation behavior of AA6061/SiC/20p composite[J]. Oxidation of Metals, 2005, 63(3/4): 215?227.

(編輯 高海燕)

Effects of SiC particle size ratio on microstructure and mechanical properties of SiCp/Al composites

XIE Rui, LI Ping, WU Xintao, HE Peng, XUE Kemin

(School of Materials Science and Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China)

The mixtures of SiC particles with different particle size ratio of 1:1, 1:7, 1:21 and pure Al powder were fabricated into metal matrix composites by high pressure torsion (HPT). The effects of different particle size ratio on the microstructure and mechanical properties of the composites were investigated by optical microscope, microhardness- testing device, universal testing machine and scanning electron microscope. The results show that when the particle size ratios are 1:7 and 1:21, the distribution of SiC particles is more uniform, and there is no obvious agglomeration. The effect of large particles on the hardness is more complex, and the microhardness of sample with particle size ratio of 1:21 is the lowest. The elongation of the samples have increased by 130% and 113% respectively, compared to the sample with particle size ratio of 1:1. The density is also higher than that of the sample with particle size ratio of 1:1, and the fracture manner of the two materials is ductile. When the particle size ratio is 1:7, the composite has better performance, and the density and elongation are higher than those of the sample with particle size ratio of 1:21.

SiC particle; SiCp/Al composites; high-pressure torsion; microstructure; particle size ratio mechanical properties

TB331；TG376

A

1673?0224(2016)04?576?06

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51175138)

2015?08?24；

2015?09?25

李萍，教授，博士。電話：0551-2901368，E-mail: cisi_1314@126.com