銅含量對(duì)Al-50%Sip復(fù)合材料顯微組織和力學(xué)性能的影響

吳 翔，王日初，彭超群，蔡志勇

（中南大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，長(zhǎng)沙 410083）

銅含量對(duì)Al-50%Sip復(fù)合材料顯微組織和力學(xué)性能的影響

吳 翔，王日初，彭超群，蔡志勇

（中南大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，長(zhǎng)沙 410083）

采用熱壓法制備添加0～6%銅含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的Al-50%Sip（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）復(fù)合材料，研究Cu含量對(duì)復(fù)合材料顯微組織和力學(xué)性能的影響，對(duì)混合粉末進(jìn)行差示掃描量熱分析（DSC），采用掃描電鏡（SEM）和X射線衍射儀（XRD）研究試樣的顯微組織和相組成，并測(cè)試復(fù)合材料的拉伸和抗彎性能。結(jié)果表明：?jiǎn)钨|(zhì)Cu粉的加入降低混合粉末的熔點(diǎn)，有利于在相對(duì)較低的溫度下實(shí)現(xiàn)材料的致密化。當(dāng)Cu含量低于2%時(shí)，材料的組織均勻致密，Si顆粒未出現(xiàn)明顯粗化；但當(dāng)Cu含量高于2%時(shí)，組織均勻性隨Cu含量的增加而逐漸下降；隨著Cu含量增加，復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度呈先上升后下降的趨勢(shì)；在Cu含量為2%時(shí)，復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度分別達(dá)到最大值（268和423 MPa），較未添加Cu的復(fù)合材料分別提高66.5%和46.9%，材料的彈性模量和布氏硬度隨Cu含量的增加逐漸上升。

鋁硅復(fù)合材料；Al-50%Sip合金；熱壓；顯微組織；抗拉強(qiáng)度；抗彎強(qiáng)度；彈性模量；硬度

硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料是一種具有輕質(zhì)、低膨脹、高導(dǎo)熱、機(jī)加工性能好以及物理性能可設(shè)計(jì)等優(yōu)點(diǎn)的電子封裝材料，且價(jià)格相對(duì)低廉，可回收利用，符合當(dāng)今世界可持續(xù)發(fā)展的要求，由此獲得越來(lái)越多國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注［1-3］。

目前，制備硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的方法主要有熔鑄法［4］、熔滲法［5］、噴射沉積法［6-8］、粉末冶金法以及真空熱壓法［9］。熔鑄法設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低，但 Si相尺寸過(guò)于粗大，同時(shí)難以避免疏松、縮孔等問(wèn)題［10］。熔滲法難以獲得具有一定強(qiáng)度和孔徑的骨架，且由于Al液不能完全浸透骨架，導(dǎo)致材料難以完全致密化。噴射沉積法制備的坯件無(wú)宏觀偏析，顯微組織細(xì)小均勻，但制備工藝復(fù)雜且設(shè)備要求較高。由于沉積錠坯存在一定的孔隙度，必須經(jīng)過(guò)后續(xù)加工來(lái)提高其致密度。傳統(tǒng)的粉末冶金法是將一定比例的鋁粉和硅粉以及粘結(jié)劑均勻混合，先壓制成型再置于保護(hù)氣氛下燒結(jié)致密化，要求硅含量不能太高，且存在粉末易氧化和材料不夠致密等缺點(diǎn)。熱壓法與傳統(tǒng)的粉末冶金法最大的不同是其在真空和較大的壓力條件下燒結(jié)成型，可獲得近乎完全致密化的材料，且 Al-Si界面結(jié)合良好，綜合性能優(yōu)良。

近年來(lái)，硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的研究取得一定進(jìn)展，但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中也暴露出一系列問(wèn)題，如強(qiáng)度達(dá)不到使用要求、高鹽環(huán)境下耐腐蝕性能力較差以及焊接過(guò)程中易開(kāi)裂等，這主要是由于硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的研究主要集中在材料的制備工藝和性能方面，沒(méi)有對(duì)基體的微合金化進(jìn)行深入的研究。

本文作者通過(guò)熱壓法制備Cu含量為0～6%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的 Al-50%Sip（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）復(fù)合材料，并通過(guò)固溶和時(shí)效處理對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行強(qiáng)化，研究 Cu含量對(duì)Al-50%Sip復(fù)合材料的組織和力學(xué)性能的影響。

1 實(shí)驗(yàn)

本實(shí)驗(yàn)所用原材料由中南大學(xué)金屬研究所提供，Al-50%Si（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）粉末（純度為99.9%）和電解Cu粉（純度為99.9%）粒度均小于75 μm。首先將Al-50%Si粉末和Cu粉分別按質(zhì)量比均勻混合，如表1所列。將混合粉末裝入尺寸為50 mm×50 mm的硬質(zhì)合金模具中冷壓成型，壓力為350 MPa，保壓時(shí)間為20 min，得到相對(duì)密度為 80%～85%的冷壓坯料。在石墨模具（尺寸為50 mm×50 mm）內(nèi)表面均勻涂上一層BN漿料，烘干后將冷壓坯料置于其中進(jìn)行熱壓燒結(jié)，燒結(jié)壓力為40 MPa，升溫速率為10 ℃/min，燒結(jié)溫度為560 ℃，保壓時(shí)間為120 min，燒結(jié)后試樣尺寸為50 mm×50 mm×10 mm。然后對(duì)試樣進(jìn)行固溶和時(shí)效處理，固溶處理工藝為：510 ℃保溫4 h淬火，時(shí)效處理工藝為在150 ℃時(shí)效24 h。

表1 試樣成分Table 1 Compositions of samples

采用Perkin-Elmer DSC 7型差示掃描量熱分析儀分析混合粉末的熱性能。材料熱處理在箱式電阻爐中進(jìn)行。試樣經(jīng)磨樣、拋光和腐蝕后在FEI QUANTA-200掃描電子顯微鏡上觀察其顯微組織。采用810 Material Test System型進(jìn)行室溫拉伸實(shí)驗(yàn)和三點(diǎn)抗彎測(cè)試，加載速率均為0.2 mm/min，變形試樣橫截面為矩形，平行端直徑為5 mm，標(biāo)距為15 mm?？箯澰嚇映叽鐬? mm×12 mm×50 mm，跨距為30 mm，拉伸試樣和抗彎試樣每組 3根，測(cè)試結(jié)果取平均值。利用HBV-30X型布氏硬度儀測(cè)量5個(gè)點(diǎn)的硬度值，載荷為7.35 kN，加載時(shí)間為30 s，測(cè)試結(jié)果取平均值。采用阿基米德排水法測(cè)量材料密度。

2 結(jié)果與討論

2.1 DSC分析

圖1所示為Al-50%Si粉末添加2% Cu混合粉末的DSC曲線。由圖1可知，混合粉末在100～650 ℃之間有兩個(gè)熔化吸熱峰，第一個(gè)峰不是很明顯，起始于515 ℃，說(shuō)明混合粉末在該溫度下開(kāi)始發(fā)生反應(yīng)，因此復(fù)合材料的固溶溫度應(yīng)低于515 ℃，且盡量接近該溫度。第一個(gè)峰的峰值對(duì)應(yīng)524.9 ℃，由于與第二個(gè)峰離得比較近而產(chǎn)生部分重疊；根據(jù)Al-Si-Cu三元相圖，525 ℃為Al-Si-Cu三元共晶點(diǎn)。最大共晶吸熱峰起始于559.2 ℃，峰值位于580.8 ℃；根據(jù)Al-Si二元相圖，577 ℃為Al-Si二元共晶點(diǎn)，這與DSC檢測(cè)結(jié)果非常接近。當(dāng)溫度升到609 ℃時(shí)，混合粉末全部熔化為液相。根據(jù)DSC曲線可知，Cu元素的加入能有效降低合金粉末的熔點(diǎn)，560 ℃熱壓時(shí)即可產(chǎn)生部分液相，從而在相對(duì)較低的溫度就能實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料的致密化，并有效抑制 Si相的粗化，提高材料的力學(xué)性能［11］。

圖1 添加2% Cu的Al-50%Sip粉末DSC曲線Fig. 1 DSC curves of Al-50%Sippowder adding 2% Cu

2.2 Cu含量對(duì)Al-50%Sip復(fù)合材料顯微組織的影響

圖2所示為不同Cu含量Al-50%Sip復(fù)合材料的顯微組織。復(fù)合材料的組織主要由Al基體和Si顆粒組成，兩相界面結(jié)合良好，Si顆粒表面較圓滑，沒(méi)有尖銳的棱角，且有不同程度的互連現(xiàn)象。如圖2（a）所示，當(dāng)不含Cu時(shí)，Si顆粒細(xì)小均勻，大小為2～12 μm，且 2～5 μm 的細(xì)顆粒較多，此時(shí)材料相對(duì)密度為99.5%。添加Cu的Al-50%Sip復(fù)合材料相對(duì)密度均接近或達(dá)到100%，在熱壓燒結(jié)過(guò)程中，Al-Si-Cu液相的產(chǎn)生促進(jìn)粉末顆粒的重排，并起到粘結(jié)劑的作用，填充粉末顆粒之間的間隙和孔洞，使粉末顆粒之間粘結(jié)更緊密，從而實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料的致密化［12］。當(dāng) Cu含量低于2%時(shí)，隨Cu含量增加，Si相分布沒(méi)有明顯變化，組織仍比較均勻，Si相僅發(fā)生少量長(zhǎng)大，如圖2（b）～（d）所示。當(dāng)Cu含量達(dá)到4%時(shí)，少數(shù)Si顆粒出現(xiàn)粗化，組織均勻性下降，如圖2（e）所示。特別是當(dāng)Cu含量達(dá)到6%時(shí)，晶粒異常長(zhǎng)大特別明顯，部分Si顆粒達(dá)50 μm以上，組織很不均勻，如圖 2（f）所示。可知，當(dāng)Cu含量高于 4%時(shí)，Cu元素的添加將嚴(yán)重破壞Al-50%Sip復(fù)合材料組織的均勻性。

Al-50%Sip復(fù)合材料熱壓過(guò)程中Si顆粒的長(zhǎng)大可以用Ostwald熟化理論解釋。由混合粉末DSC曲線（見(jiàn)圖1）可知，復(fù)合材料在560 ℃熱壓燒結(jié)時(shí)出現(xiàn)部分液相，液相燒結(jié)時(shí)顆粒尺寸越大，其長(zhǎng)大驅(qū)動(dòng)力越大，而顆粒長(zhǎng)大的速度與顆粒大小的差值有關(guān)，差值越大，長(zhǎng)大速度越快［13-15］。在熱壓燒結(jié)過(guò)程中，細(xì)小的 Si顆粒會(huì)優(yōu)先溶解并聚集在較大Si顆粒上。在一定范圍內(nèi)，Cu含量越高，出現(xiàn)的液相越多，細(xì)小Si顆粒的溶解速率以及Si在基體中的擴(kuò)散速率也越大。當(dāng)Cu含量低于2%時(shí)，基體中生成的液相較少，細(xì)小Si顆粒溶解和擴(kuò)散的速率較低，能均勻地在較大Si顆粒表面析出，表現(xiàn)為大部分Si顆粒均勻長(zhǎng)大，沒(méi)有明顯粗化。當(dāng)Cu含量高于4%時(shí)，生成的液相較多，此時(shí)細(xì)小的Si顆粒的溶解和擴(kuò)散過(guò)程大大加快，導(dǎo)致圖2（e）和（f）中的Si顆粒異常長(zhǎng)大。

圖3所示為圖2（c）的SEM面分析圖，可知，Si顆粒和基體界限分明，沒(méi)有發(fā)生有害的界面反應(yīng)，Cu元素在Al基體中均勻分布，固溶和時(shí)效處理后沒(méi)有富Cu相殘留。

圖4所示為不同Cu含量Al-50%Sip復(fù)合材料的XRD譜。未添加Cu的Al-50%Sip復(fù)合材料中只有α（Al）相和Si相，添加Cu的復(fù)合材料中還出現(xiàn)θ（Al2Cu）相，隨著Cu含量增加，復(fù)合材料中的θ（Al2Cu）相含量不斷增加。對(duì)于Al-Cu系基體合金，熱壓過(guò)程中Al和 Cu相互擴(kuò)散，在原始Cu顆粒處生成θ（Al2Cu）相，Al 和θ（Al2Cu）相在548 ℃發(fā)生共晶反應(yīng)生成液相［16-17］。這一過(guò)程在圖1的DSC曲線中并沒(méi)有得到體現(xiàn)，即在548 ℃處沒(méi)有明顯的吸熱峰，只在524.9 ℃和580.8 ℃處檢測(cè)到兩個(gè)吸熱峰，可能是由于548 ℃處的吸熱峰被524.9 ℃和580.8 ℃處的兩個(gè)吸熱峰疊加覆蓋。

圖2 不同Cu含量的Al-50%Sip復(fù)合材料顯微組織Fig. 2 Microstructures of Al-50%Sipcomposites with different Cu contents： （a） 0； （b） 0.5%； （c） 1%； （d） 2%； （e） 4%； （f） 6%

2.3 Cu含量對(duì)Al-50%Sip復(fù)合材料力學(xué)性能的影響

未添加合金元素的Al-50%Sip復(fù)合材料的強(qiáng)化機(jī)制主要是顆粒強(qiáng)化，添加合金元素后的復(fù)合材料還具有熱處理強(qiáng)化的潛能［18］。添加Cu的Al-50%Sip復(fù)合材料在固溶和時(shí)效處理后析出的θ（Al2Cu）相非常細(xì)小，在掃描電鏡下難以觀察到。通過(guò) XRD譜能檢測(cè)出少量 θ（Al2Cu）相的存在，再結(jié)合 SEM面分析圖，可知θ（Al2Cu）相在基體中分布均勻，可起到強(qiáng)化基體的效果。圖5所示為不同Cu含量的Al-50%Sip復(fù)合材料在固溶和時(shí)效處理后的拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線。由圖 5可看出，Cu含量不同時(shí)，曲線走勢(shì)和形狀基本一致，說(shuō)明不同Cu含量的Al-50%Sip復(fù)合材料有相似的流變應(yīng)變特征。圖5中曲線沒(méi)有出現(xiàn)明顯的屈服現(xiàn)象，這是由于復(fù)合材料中的Si含量高達(dá)50%，硬脆相較多，材料有較高的強(qiáng)度和剛度。隨著 Cu含量增加，材料的伸長(zhǎng)率略微減小，材料的塑性隨著 Cu含量的增加越來(lái)越差。

圖3 添加2% Cu的Al-50%Sip復(fù)合材料SEM元素面分析圖Fig. 3 Elemental maps of Al-50%Sipcomposite with 2% Cu：（a） Al； （b） Si； （c） Cu

圖4 Al-50%Sip復(fù)合材料的XRD譜Fig. 4 XRD patterns of Al-50%Sipcomposites with different Cu contents： （a） 0； （b） 0.5%； （c） 1%； （d） 2%； （e） 4%； （f） 6%

圖5 不同Cu含量Al-50%Sip復(fù)合材料的應(yīng)力-應(yīng)變曲線Fig. 5 Stress-strain curves of Al-50%Sipcomposites with different copper contents

圖6 Al-50%Sip復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度與Cu含量的關(guān)系Fig. 6 Relationship between tensile strength， bending strength of Al-50%Sipcomposites and Cu content

Al-50%Sip復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度與Cu含量的關(guān)系如圖6所示。由圖6可看出，抗拉強(qiáng)度隨Cu含量的增加先增大后減小，當(dāng)Cu含量為2%時(shí)，達(dá)到最大值268 MPa，與未加Cu的Al-50%Sip復(fù)合材料的（161 MPa）相比提高66.5%；當(dāng)Cu含量為6%時(shí)，相比未加Cu時(shí)抗拉強(qiáng)度幾乎沒(méi)有提高?？箯潖?qiáng)度和抗拉強(qiáng)度的變化趨勢(shì)大致相同；當(dāng)Cu含量為2%時(shí)，抗彎強(qiáng)度達(dá)到最大值（423 MPa），與未加 Cu的Al-50%Sip復(fù)合材料的（288 MPa）相比提高46.9%；當(dāng)Cu含量為 6%時(shí)，抗彎強(qiáng)度甚至低于未加 Cu的Al-50%Sip復(fù)合材料的。

添加合金元素的 Al-50%Sip復(fù)合材料抗拉強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度主要取決于以下兩個(gè)方面：一是增強(qiáng)體 Si相的尺寸大?。欢呛辖鹪貙?duì)基體的強(qiáng)化作用。由圖2可知，當(dāng)Cu含量不超過(guò)2%時(shí)，Si顆粒沒(méi)有發(fā)生異常長(zhǎng)大現(xiàn)象，同時(shí)，由于θ（Al2Cu）相對(duì)基體的強(qiáng)化作用，復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度得到較大提升。當(dāng)Cu含量超過(guò)4%時(shí)，Si顆粒發(fā)生異常長(zhǎng)大現(xiàn)象，破壞了組織均勻性，同時(shí)由于生成過(guò)多硬脆相θ（Al2Cu），Al-50%Sip復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度明顯下降。

圖7 Al-50%Sip復(fù)合材料的彈性模量和布氏硬度與Cu含量的關(guān)系Fig. 7 Relationship between elastic modulus， Brinell hardness of Al-50%Sipcomposites and Cu content

圖8 Al-50%Sip復(fù)合材料拉伸斷口形貌Fig. 8 Low-magnified morphology of Al-50%Sipcomposites with 2% Cu （a） and high-magnified morphologies of composite with Cu contents of 0 （b）， 2% （c） and 4% （d）

圖7所示為Al-50%Sip復(fù)合材料的彈性模量和布氏硬度與Cu含量的關(guān)系。由圖7可看出，隨著Cu含量升高，復(fù)合材料的彈性模量和布氏硬度增加，兩者的變化趨勢(shì)基本相同，這是由于Cu固溶在Al中形成θ（Al2Cu）相，而 θ（Al2Cu）相是一種熔點(diǎn)高、強(qiáng)度高、硬度高和脆性大的金屬間化合物，添加的 Cu越多，生成的θ（Al2Cu）相也越多，材料的硬度也就越高，其抵抗變形的能力也就越強(qiáng)，因此，復(fù)合材料的彈性模量也會(huì)隨著Cu含量的增加逐漸增大。

圖8（a）所示為Cu含量2%的Al-50%Sip復(fù)合材料宏觀斷口，整個(gè)斷面非常平整，斷口垂直于拉伸方向，呈放射狀花樣，屬于典型的脆性斷裂。Cu含量對(duì)Al-50%Sip復(fù)合材料的宏觀斷口形貌沒(méi)有很大影響，裂紋均萌生于拉伸試樣表面，然后逐步向內(nèi)部擴(kuò)展，說(shuō)明材料內(nèi)部組織沒(méi)有夾雜孔洞等缺陷。一般認(rèn)為顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料的力學(xué)性能隨增強(qiáng)體顆粒尺寸增大而降低，但對(duì)于Al-50%Sip復(fù)合材料，其力學(xué)性能還與組織中的Si顆粒形態(tài)有關(guān)。如圖8（b）所示，當(dāng)不含Cu時(shí)，Si顆粒上有裂紋，極少數(shù)細(xì)小的Si顆粒從基體中脫粘，這是由于未加Cu的Al-50%Sip復(fù)合材料組織中2～5 μm的極細(xì)Si顆粒較多，部分Si顆粒沒(méi)有相連，基體與Si顆粒界面結(jié)合強(qiáng)度不夠高，而小顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料容易發(fā)生增強(qiáng)體與基體脫粘［19］，加之 Al基體強(qiáng)度不夠高，使 Al-50%Sip復(fù)合材料的力學(xué)性能不夠理想。當(dāng)Cu含量低于2%時(shí)，斷口的微觀形貌基本相同，如圖8（c）所示，Si顆粒沒(méi)有發(fā)生脫粘現(xiàn)象，出現(xiàn)裂紋的Si顆粒數(shù)明顯增加，這是由于大部分Si顆粒相互連接，且尺寸較均勻，在裂紋擴(kuò)展過(guò)程中大部分Si顆粒所承受的位錯(cuò)應(yīng)變能基本一致，表現(xiàn)為多個(gè)Si顆粒同時(shí)斷裂。當(dāng)Cu含量高于4%時(shí)，過(guò)多的Cu使Si顆粒不均勻長(zhǎng)大，顆粒聚集區(qū)域的應(yīng)力集中程度隨聚集區(qū)長(zhǎng)徑比的增加而增加［19-20］，因此大顆粒的 Si所承受的載荷較多，材料內(nèi)部Si顆粒上載荷分布不均勻?qū)е麓箢w粒 Si優(yōu)先斷裂，如圖 8（d）所示，大顆粒Si上產(chǎn)生較多的裂紋。因此，Cu含量過(guò)高反而導(dǎo)致復(fù)合材料的力學(xué)性能下降。

3 結(jié)論

1） 單質(zhì)Cu粉的加入降低Al-50%Sip復(fù)合材料熱壓致密化的溫度，部分液相的產(chǎn)生有利于粉末顆粒之間擴(kuò)散粘結(jié)，從而實(shí)現(xiàn)材料的致密化。

2） 熱壓過(guò)程中液相的出現(xiàn)加速細(xì)小 Si顆粒的溶解以及較大Si顆粒的長(zhǎng)大，當(dāng)Cu含量小于2%時(shí)，Si顆粒長(zhǎng)大并不明顯，復(fù)合材料的組織均勻致密；當(dāng)Cu含量高于2%時(shí)，復(fù)合材料的組織均勻性逐漸下降。

3） 添加Cu元素的Al-50%Sip復(fù)合材料經(jīng)固溶處理和時(shí)效處理后，隨著Cu含量增加，復(fù)合材料塑性越來(lái)越差，拉伸強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度先增加后降低，當(dāng)Cu含量為2%時(shí)，拉伸強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度分別達(dá)最大值268 和423 MPa。材料的彈性模量和布氏硬度則隨Cu含量的增加逐漸提高。

4） Al-50%Sip復(fù)合材料的斷裂形式為典型的脆性斷裂，Cu元素的加入提高了基體與增強(qiáng)相的結(jié)合強(qiáng)度，當(dāng)Cu含量低于2%時(shí)，載荷在大部分Si顆粒上均勻分布；當(dāng)Cu含量高于4%時(shí)，載荷集中分布于粗大的Si顆粒上，表現(xiàn)為復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度降低。

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（編輯 王 超）

Effects of Cu content on microstructures and mechanical properties of Al-50%Sipcomposite

WU Xiang， WANG Ri-chu， PENG Chao-qun， CAI Zhi-yong
（School of Materials Science and Engineering， Central South University， Changsha 410083， China）

The Al alloy matrix composites reinforced by 50% silicon （mass fraction） with various amounts of Cu （0-6%，mass fraction） were prepared by hot pressing. The effect of Cu content on microstructure and mechanical property of the composite was studied. The mixed powder was analyzed by DSC. The microstructure and phase composition of the composites were analyzed by SEM and XRD， and the mechanical properties of each sample were tested. The results show that Cu addition lowers the melting point of alloy powder， which is beneficial to the densification of the materials at relatively low temperatures. The microstructure of the composites is uniform and the coarsening behavior of Si particles does not appear when the Cu content is below 2%， and its distribution uniformity decreases when the Cu content is more than 2%. The tensile strength and bending strength of the samples rise at first and go down latter with the increase of the Cu. When Cu content is 2%， the tensile strength and bending strength of composite materials reach maximum values （268 MPa and 423 MPa）， which increase by 66.5% and 46.9%， respectively， compared to the unalloyed reference composite. With the increase of the content of Cu， the elastic modulus and Brinell hardness increase gradually.

aluminum-silicon composite； Al-50%Sipalloy； hot pressing； microstructure； tensile strength； bending strength； elastic modulus； hardness

Project （JPPT-125-GJGG-14-016） supported by Military Industry Cooperative Program of COSTIND

date： 2015-07-08； Accepted data： 2015-10-20

WANG Ri-chu； Tel： +86-731-88836638； E-mail： rcwcsu@163.com

1004-0609（2016）-01-0016-07

TG146.2

A

國(guó)防科學(xué)技術(shù)工業(yè)委員會(huì)軍工配套項(xiàng)目（JPPT-125-GJGG-14-016）

2015-07-08；

2015-10-20

王日初，教授，博士；電話：0731-88836638；E-mail：rcwcsu@163.com