微观结构和流动路径对AlN原位合成的影响:Al-AlN-Si微观组织形成的动力学演变研究(英文)

作者：王哲; 王欣; 仝毅刚; 王亚平

来源：Science China-Materials, 2018, 61(07): 948-960.

• Al-Al N-Si materials
• flow-reaction-system
• turbulence
• flow path

本文采用粉末冶金结合原位反应方法制备了不同结构的Al-AlN-Si复合材料.基于物相鉴别和显微分析方法,建立了具有半连续Si结构（由高能球磨粉末制备）和孤岛Si结构（由混合粉末制备）的Al-AlN-50Si微观模型,使用计算流体动力学（CFD）方法对Al-Al N-50Si微观组织形成过程进行了研究,并分析了其动力学演变机理.数学模型和模拟结果表明:微观结构和流动路径((cg,（N2）/lg,（N2）)+(cs,（AlN）/ls,（AlN）)会强烈影响AlN的原位合成.对于Al-AlN-50SiB（由高能球磨粉末制备）材料,其流动路径会被半连续Si结构限制而促进强湍流的形成,这种逐渐减弱的强湍流使AlN原位合成在Si骨架周围并呈现出相互贯穿的组织结构;相比之下,在Al-AlN-50SiM（由混合粉末制备）材料内部会形成线性趋势的弱湍流,其流动路径可以很容易的绕开孤岛Si,使AlN相被隔离并富集形成在基体中.该工作为原位反应系统中复合材料微观组织动力学演变过程的研究提供了新的思路.

• 单位
  金属材料强度国家重点实验室