SiCP／Al复合材料的显微结构分析

采用粉末冶金＋热挤压工艺制备SiCp/Al复合材料，测定其力学性能。利用X射线衍射分析复合材料物相的组成，用金相显微镜、扫描电镜和透射电镜分析其微观组织结构。结果表明，SiC颗粒在铝基体中分布比较均匀，SiC颗粒与基体结合良好；基体主要是α-Al，强化相β-Mg2Si和弥散相（Fe，Mn，Cu）3Si2Al15（体心立方结构，晶格常数1．28nm）；SiCp／Al界面则为Al和Mg元素扩散到SiC表面的SiO2层形成的20nm-30nm无定形层；复合材料的断裂机制主要是SiC颗粒断裂和SiCp／Al界面塑性撕裂：复合材料在变形过程中，SiC颗粒可阻止裂纹的扩展。     

Cf／ZrC—ZrB2-SiC—C超高温陶瓷复合材料的显微结构表征

利用X-射线衍射、扫描电子显微镜和透射电子显微镜对Cf／ZrC-ZrB2-SiC-C超高温陶瓷复合材料的相组成、纤维／热解碳层的界面特征和超高温陶瓷基体的显微结构特征进行了表征。在碳纤维表面有一层厚度为2～3μm石墨化程度较高的热解碳界面层,该界面层可以避免采用PIP工艺制备超高温陶瓷基体时可能对碳纤维造成的损伤。热解碳层与碳纤维之间为弱机械结合,其界面间分布着20～30nm的ZrC纳米颗粒。Cf／ZrC—ZrB2-SiC—C超高温陶瓷复合材料基体主要由ZrC,ZrB2,SiC和石墨相（Cg）组成。基体中石墨的（002）面沿着ZrC,ZrB2或SiC的表面生长。在石墨与ZrB2和石墨与SiC的界面没有观察到取向关系,界面处既没有反应层也没有非晶相存在。在石墨与ZrC之间存在ZrC（111）／／Cg（002）,ZrC[110]／／Cr[010]的取向关系。ZrB,和SiC之间也没有界面反应和非晶层存在。     

Mullite/Al-Cu-Si复合材料界面微结构研究

用挤压铸造方法制备Mullite/Al-Cu-Si复合材料。用分析透射电镜（ATEM）观察了复合材料的微结构及微成分。结果表明：莫来石（Mullite）纤维由大小不、位相不同、分布不均的细小晶粒组成：在淬火态“纤维／基体”界面和“Si晶体／基体”界面附近基件一侧中．都可发现高密度位错的存在；在Si含量较高的情况下，Mullite／Al-Cu-Si复合材料界面处没有发现界面产物的存在，而在纤维／基体界面处析出非平衡共晶θ（Al，Cu）相。     

SiCf/Ti-22Al-23Nb-2Ta合金复合材料的界面微结构

利用分析电子显微镜（AEM）研究了磁控溅射法＋真空热压方法制备的SiC纤维增强Ti-22Al—23Nb-2Ta（原子分数，％）合金复合材料的界面微结构．该复合材料的纤维／合金界面由细晶粒的TiC＋TiSi层、等轴晶TiC层和（Al，Ti）Nb2相层组成．界面的形成主要是基体合金中的Ti元素与SiC纤维表面的C涂层直接反应生成TiC；同时导致在次层形成贫Ti层和贫Ti层中Nb元素富集，以致形成（Al，Ti）Nb2相．     

无压浸渗法制备SiC-Al复合材料的断口分析

采用SEM、EDX等分析技术对无压浸渗法制备SiC／Al复合材料的断口形貌进行了分析。结果表明，该类材料的断裂包括基体韧断、界面脱开和增强体颗粒断裂三种方式，该类复合材料的强化效果取决于基体与界面结合的关系；对该复合材料的断裂机理进行了分析讨论，SiC颗粒断裂和SiC颗粒相互搭接处与基体界面脱粘是微裂纹萌生的主要原因。     

热处理对C/SiC复合材料纤维束中微裂纹扩展行为的影响

利用透射电镜(TEM)观察了湿氧气氛热处理对3DC/SiC复合材料纤维束中微裂纹扩展的影响规律.研究表明,在未经热处理的3DC/SiC纤维束中,微裂纹传播主要为沿纤维/界面相脱粘的单一模式;热处理后纤维束中的微裂纹形成了多种扩展模式.在经历了长达100h的保温之后,热解碳的部分有序化及其层状结构的形成是导致裂纹能量耗散模式增加的主要因素,有序结构的形成也增加了裂纹的联通和长裂纹形成的几率.     

3D打印制备SiC预制体增强铝基复合材料的微观组织

采用3D打印制备SiC陶瓷预制体,用压力浸渗工艺制备SiC增强A356基复合材料(SiC/A356复合材料),采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)及X射线衍射仪(X-ray)等对其物相、组织形貌等进行研究。结果表明,用该方法制备的SiC/A356复合材料组织致密,颗粒分布均匀,颗粒与基体的界面结合性能较好;SiC增强与A356基体界面反应控制良好,未检测到Al_4C_3脆性相生成,表明A356合金中的Si有利于防止脆性相Al4C3的形成,Mg元素的存在提高了A356基体和SiCp增强体之间的润湿性。     

SiCf/Ti-6Al-4V复合材料的断裂韧性

采用三点弯曲法测定了SiC纤维单向增强的Ti-6Al-4V复合材料的表观断裂韧性,讨论了界面反应对断裂韧性的影响.研究结果表明,在裂纹尖端塑性变形区的未断纤维的桥联对复合材料的断裂韧性起很大的作用.经过热处理后,SiCf/Ti-6Al-4V复合材料的断裂韧性降低,主要是由于严重的界面反应,使得SiC纤维受到一定的损伤,因而降低了纤维的承载能力,并使基体钛合金的脆性增大.     

不同碳纤维表面状态及其复合材料界面对比

对比研究了进口T300碳纤维和国产JC2#纤维的表面状态及其在C／SiC复合材料中形成的界面状态。结果显示T300纤维表面。和N杂原子含量丰富，其C原子含量仅为86．0％；而JC2#纤维的表面C原子含量达到93％。与JC2#纤维相比，T300纤维的表面更为粗糙，其表面沟槽粗壮杂乱。在C／SiC复合材料中，T300纤维与SiC基体紧密结合，经界面微脱粘法测试得出T300纤维与基体的界面微脱粘载荷是JC2#纤维的2倍。高表面活性和粗糙物理表面是T300纤维在C／SiC复合材料中形成强界面结合的根本原因。     

短切石英纤维增强氮化物基复合材料的微观结构及强韧化机理

采用先驱体聚合物浸渍裂解法（Preceramic polymer impregnation pyrolysis，PIP）制备了短切石英纤维增强氮化物基透波复合材料（SiO2f／Si3N4-BN），对复合材料的显微结构和界面特性进行了研究，探讨了短纤维增强氮化物基复合材料的强韧化机理。力学性能测试表明复合材料弯曲强度、断裂韧性和断裂应变分别达到56．6MPa，2-3MPa．m^1/2和0．462％，介电性能优良。扫描电镜（SEM）及选区能谱（EDS）分析结果表明，氮化物基体与短切石英纤维没有发生界面反应，界面结合适中，短纤维以纤维拔出及裂纹偏转的形式使基体增强和增韧。