增强颗粒是金属基复合材料的重要组成部分,其作用是提高金属基体的强度、刚度、耐磨损等性能。一般确定原则是:
1、颗粒的硬度、刚度要高,用以增强复合材料的耐磨损耐冲击性能。材料的表面硬度Hu与磨料硬度Ha的比值应:Hu/Ha>0.8。在磨料硬度未知的情况下,选用的复合材料硬度越高,其耐磨性越好,而复合材料的硬度和其中的陶瓷颗粒相的硬度有很大关系。
2、增强颗粒与基体材料的高温润湿性应尽可能好一些,根据颗粒之间的毛细作用原理,润湿角越小,铸渗深度越大,铁液的渗透能力越强,均越有利于形成结合致密、没有气孔和裂纹的优质复合材料。
3、增强颗粒应具有良好的化学稳定性,在复合材料的制备和使用过程中其组织结构和性能不发生明显的变化或退化,虽然允许增强颗粒与基体发生一定程度的界面化学反应,但要避免因严重的界面反应生成脆性相而影响复合材料的性能。
4、增强颗粒的粒度要适宜,太大或太小都有可能产生不利影响。颗粒粒度太大,影响铸件尺寸精度和表面光洁度;颗粒粒度太小,比表面积大会导致溶解严重而降低颗粒体积含量,并进一步削弱颗粒的增强效果。一般要求:增强颗粒不应当像结构件中的增强颗粒粒度那样细小(一般在nm-μm),而是要比这一粒度大得多,一般在μm-mm级(紫焰)