添加铝对AlNp/Cu复合材料组织与热性能的影响

为提高高体积分数AlNp/Cu复合材料的致密度,采用粉末冶金液相烧结工艺制备了含10vol%Al的AlNp/Cu复合材料,与未添加Al的AlNp/Cu复合材料以及AlN颗粒表面镀铜的AlNp/Cu复合材料进行了组织与热性能的比较.X射线衍射与显微组织观察表明,添加的Al在烧结过程中扩散至铜基体形成固溶体,并能有效的提高AlNp/Cu复合材料的致密度,添加10vol%Al的复合材料相对密度与未添加Al的AlNp/Cu复合材料相比提高了3.5%.热膨胀试验表明:50～550℃之间,40% AlNp/Cu复合材料、添加10vol%Al的40%AlNp/Cu复合材料及AlN颗粒表面镀铜的40%AlNp/Cu复合材料的平均热膨胀系数分别为15.7、13.4和13.4,热循环后的残余应变分别为0.51%、0.18%和0.24%.Al的添加及AlN颗粒表面镀铜都能有效地降低AlNp/Cu复合材料的热膨胀系数和热循环后的残余应变.与表面镀铜的AlNp/Cu复合材料相比,Al的添加在一定程度上降低了AlNp/Cu复合材料的热传导性能,但材料的制备成本显著降低.     

亚微米级Al2O3P／2024Al复合材料的时效行为

选用0．3μm的Al2O3颗粒，制备了体积分数为30％的Al2O3P／2024Al复合材料。利用硬度测试，DSC测试，透射电镜等手段研究了亚微米Al2O3；2024Al复合材料在160℃，175℃和190℃3种温度下的时效硬化行为。结果表明：亚微米Al2O3颗粒的加入使复合材料的硬度显著提高，但时效前后复合材料硬度提高的幅度较基体合金低得多。利用DSC和TEM对时效过程的综合分析表明，亚微米Al2O3颗粒的加入抑制了GP区的形成，提高了S＇相的热扩散激活能，使S’相析出困难。表现为复合材料析出相的数量较少、尺寸较小。     

粉末冶金制备SiC_p增强Al基复合材料及其性能

采用粉末冶金法制备了亚微米SiC_p增强Al基复合材料,通过扫描电镜(SEM)观察复合材料的微观结构。结果表明,随着亚微米SiC_p的体积分数增加,Al基复合材料的相对密度减小,硬度和摩擦因数增大,抗拉强度先增大后减小,同时复合材料的磨损量先减小后增大。当亚微米SiC_p的体积分数为6.0%时,Al基复合材料具有最大的抗拉强度,磨损量较小。当添加少量亚微米SiC_p时,由于SiC_p本身具有较高的硬度和强度,可承受一定的载荷,对晶界的滑移具有阻碍作用,从而通过颗粒强化作用提高Al基复合材料的力学性能和磨损性能。     

亚微米Al2O3颗粒表面稀土改性及其对6061Al复合材料时效行为的影响

采用液相包裹法对亚微米Al2O3颗粒进行稀土表面改性，用挤压铸造法制备表面经稀土改性的Al2O3p／6061Al复合材料．对颗粒表面经稀土改性前后增强6061Al复合材料在不同温度下的时效析出行为进行分析研究．结果表明：改性后的亚微米Al2O3粉体颗粒表面Y2O3包裹均匀，其增强的复合材料在不同时效阶段的硬度值均较改性前有明显提高．且随着时效温度的升高，Mg2Si析出过程加快，时效峰提前，呈现出硬度值变小的趋势，透射电镜观察表明，表面改性颗粒增强的复合材料基体中存在一定量的位错和析出相；而改性前复合材料却呈现出位错和析出相极其稀少的组织特征．分析了改性前后复合材料时效组织形成的原因。     

铜基复合材料的研究

综述了7种制备铜基复合材料的工艺机理、特点，以及Cu／Al2O3，Cu／WC，Cu／TiB2，Cu／Ti3SiC24种复合材料的研究进展。内氧化法主要用于制备Cu／Al2O3复合材料，其氧含量控制困难，成本昂贵；机械合金化法可制备超细颗粒强化的铜基复合材料，具有工艺简单，成本相对较低的特点，缺点是耗能大，易混入杂质；溶胶-凝胶法可制备超细氧化铝强化的铜基复合材料，工艺过程易控制；液相反应法可用来制备性能优良的Cu／5％TiB2复合材料，基体中颗料的含量、尺寸和分布易控制；固相反应生成法产品纯度高，易获得复杂相和亚稳定相，但产品致密度不高；反应喷射沉积法制得的产品晶粒细小，无宏观偏析，颗粒分布均匀，生产工艺简单，生产效率高。最后还分析了铜基复合材料研究中存在的问题。     

原位亚微米MgAl_2O_(4(P))/Al-Mg-Si复合材料的组织及拉伸性能研究

采用半固态机械搅拌结合高速剪切工艺,以亚微米SiO_2颗粒与熔体原位反应制备了不同MgAl_2O_4体积分数(0.5%、1%、2%、3%)的亚微米MgAl_2O_4(P)/Al-Mg-Si复合材料,分析了该复合材料的显微组织及相组成,并研究了MgAl_2O_4体积分数对该复合材料显微组织及拉伸性能的影响。结果表明:亚微米SiO_2颗粒与基体合金原位反应生成粒径相似的亚微米MgAl_2O_4颗粒,基体则由α-Al、Mg_2Si及Si相组成。MgAl_2O_4颗粒对α-Al晶粒具有细化作用。随MgAl_2O_4体积分数的增加,该复合材料的抗拉强度提高,伸长率降低,断裂方式由基体脆韧混合断裂转化为基体脆韧混合断裂与增强颗粒团聚脆断相结合。     

SiCp含量和尺寸对Al基复合材料摩擦学特性的影响

通过分析SiCp/Al基复合材料中第二相SiCp的含量、分布和尺寸对其性能的影响,深入地研究了微米、亚微米SiCp/Al复合材料的摩擦磨损特性,尤其是SiCp/Al复合材料磨损亚表层特性的影响.研究结果表明:复合材料的磨损是粘着磨损、微切削和剥层的共同作用,SiCp对材料粘着磨损有一定的抑制作用,且随着SiCp粒度和含量的增大,SiCp/Al基复合材料的耐磨性也随之增加;由于SiCp承担了部分载荷和表层存在着机械混合层,因此复合材料具有比其基体金属更高的耐磨性.     

高能球磨及热挤压制备亚微米结构Al基复合材料

借助高能球磨Al及5%CuO合成了纳米复合粉末,进而在退火后,通过热压和热挤制备出了组织均匀、致密、晶粒尺寸约为120 nm～150 nm的亚微米块体Al基复合材料.XRD和显微组织分析表明:粉体球磨时,Al与CuO之间发生了还原反应,但生成物的热稳定性较差,在400℃退火过程中发生了与球磨时相逆的固态反应;复合粉末显微组织上的冷焊条纹其实质是球磨产生的高畸变区,退火使之逐渐消失;制备的亚微米块体复合材料主要以Al2Cu和Al2O3颗粒为增强相,室温下具有良好的压缩性能,但拉伸时表现出极大的脆性.     

高能球磨及热挤压制备亚微米结构Al基复合材料

借助高能球磨Al及5%CuO合成了纳米复合粉末,进而在退火后,通过热压和热挤制备出了组织均匀、致密、晶粒尺寸约为120 nm～150 nm的亚微米块体Al基复合材料.XRD和显微组织分析表明粉体球磨时,Al与CuO之间发生了还原反应,但生成物的热稳定性较差,在400℃退火过程中发生了与球磨时相逆的固态反应;复合粉末显微组织上的冷焊条纹其实质是球磨产生的高畸变区,退火使之逐渐消失;制备的亚微米块体复合材料主要以Al2Cu和Al2O3颗粒为增强相,室温下具有良好的压缩性能,但拉伸时表现出极大的脆性.     

基于SHS技术制备Al-Ti-C晶粒细化剂的研究

开发了一种制备Al-Ti-C晶粒细化剂的新方法--自蔓延高温合成法(SHS).分别采用直接SHS工艺和铝液中的SHS工艺制备出了所需的晶粒细化剂,结果表明:用SHS工艺直接合成的细化剂由Al和亚微米TiC粒子组成,而铝液中燃烧合成的细化剂则由Al、块状Al3Ti和粒状TiC组成.上述两种工艺制备的细化剂对工业纯铝均有良好的晶粒细化效果,但比较而言,铝液中的SHS工艺更适合细化剂的低成本制备.     

Effect of powder mixing process on the microstructure and thermal conductivity of Al/diamond composites fabricated by spark plasma sintering

Two powder mixing processes, mechanical mixing (MM) and mechanical alloying (MA), were used to prepare mixed Al/diamond powders, which were subsequently consolidated using spark plasma sintering (SPS) to produce bulk Al/diamond composites. The effects of the powder mixing process on the morphologies of the mixed powders, the microstructure and the thermal conductivity of the composites were investigated. The results show that the powder mixing process can significantly affect the microstructure and the thermal conductivity of the composites. Agglomerations of the particles occurred in mixed powders using MM for 30 min, which led to high pore content and weak interfacial bonding in the composites and resulted in low relative density and low thermal conductivity for the composites. Mixed powders of homogeneous distribution of diamond particles could be obtained using MA for 10 min and MM for 2 h. The composite prepared through MA indicated a high relative density but low thermal conductivity due to its defects, such as damaged particles, Fe impurity, and local interfacial debonding, which were mainly introduced in the MA process. In contrast, the composite made by MM for 2 h demonstrated high relative density and an excellent thermal conductivity of 325 W·m-1·K-1, owing to its having few defects and strong interfacial bonding.     

原位自生Al-Cr/Al复合材料制备及性能的研究

利用正交实验对Al和Cr生成的金属间化合物增强铝基复合材料进行硬度测试,探究各因素、水平对铝的增强效果,并找出最优方案.结果表明,Al-Cr/Al复合材料通过机械搅拌铸造法能成功制备;复合材料的硬度得到显著提高,最高可增强241％;其影响因素的大小依次是铬含量、铬粉粒径、搅拌温度、搅拌时间;实验的最优方案:铬含量12％,搅拌温度915℃,搅拌时间4 min,铬粉粒径48μm.     

工艺条件对镍基-Al2O3颗粒复合电刷镀层性能的影响

为了研究电刷镀复合镀层的工艺条件(颗粒粒径和搅拌方式)对镀层性能的影响,采用不同粒径的Al2O3颗粒和超声波震荡、机械震荡两种搅拌方式,在45钢基体上制备了几种镍基-Al2O3颗粒复合电刷镀层,对比分析了镀层的表面形貌及组织成分、耐腐蚀性能、与基体的结合力以及硬度等.结果表明:Al2O3的粒度越小,镀层表面的微观组织越...     

粉末冶金法制备Cu/Al2O3复合材料及其性能研究

以纳米Al2O3为增强相,用粉末冶金法制备了铜基复合材料.研究了表面活性剂、Al2O3的比例、混粉方式对复合材料硬度、耐磨性和电导率的影响.结果表明,先用表面活性剂将纳米Al2O3制成单分散悬浮液再与铜粉湿磨混合,可有效改善弥散相的分布,其中Al2O3量以2%为最佳.最佳工艺制得的Cu基复合材料电导率为81%IACS,硬度达到98 HV0.1,相对纯铜而言,平均磨损体积下降46%,呈现出良好的高导高耐磨性.     

LSM法制备TiB2/Al复合材料净化的研究

采用X射线衍射仪、图像分析仪和光学显微镜,分析LSM法制备TiB2/Al复合材料的相组成,考察了净化方式对TiB2/Al复合材料的影响.结果表明:熔剂法精炼对TiB2/Al复合材料中TiB2颗粒的分布无明显影响,精炼后TiB2含量基本保持不变,而浮游法精炼则有显著影响,精炼后未检测到TiB2颗粒.普通铝合金的浮游法精炼工艺不适于复合材料的精炼.     

SiCp/Al复合材料搅拌铸造制备工艺的研究

在试验基础上,对碳化硅颗粒增强铝基复合材料搅拌铸造工艺中的４个关键问题进行了研究,提出了相应的解决方法,优化了工艺参数。在此基础上,制备出了颗粒分布均匀、组织致密、性能较理想的ＳｉＣｐ／Ａｌ复合材料,对复合材料制备工艺的实际应用具有指导意义。     

Simplified prediction model for elastic modulus of particulate reinforced metal matrix composites

Some structural parameters of the metal matrix composite, including particulate shape and distribution do not influence the elastic modulus. A prediction model for the elastic modulus of particulate reinforced metal matrix Al composite was developed and improved. Expressions of rigidity and flexibility of the rule of mixing were proposed. A five-zone model for elasticity performance calculation of the composite was proposed. The five-zone model is thought to be able to reflect the effects of the MMC interface on elastic modulus of the composite. The model overcomes limitations of the currently-understood rigidity and flexibility of the rule of mixing. The original idea of a five-zone model is to propose particulate/interface interactive zone and matrix/interface interactive zone. By integrating organically with the law of mixing, the new model is found to be capable of predicting the engineering elastic constants of the MMC composite.     

喷涂Al／SiC复合材料的制备与组织分析

采用等离子喷涂技术和亚音速火焰喷涂技术制备了高性能Al／SiC复合材料。利用OM，SEM，TEM，XRD等仪器详细分析了上述两种技术制备的Al／SiC复合材料微观组织。结果显示，亚音速火焰喷涂技术和等离子喷涂技术均可制备出SiC体积分数大于50％的Al／SiC复合材料，所制备的Al／SiC复合材料组织致密、颗粒均匀分布、SiC颗粒和Al之间的界面结合良好。XRD研究表明，等离子喷涂Al／SiC复合材料中存在着Al，SiC，晶体Si等相。亚音速火焰喷涂Al／SiC复合材料中的相是由Al，SiC和少量的Al2O3组成。与等离子喷涂相比，亚音速火焰喷涂Al／SiC复合材料的孔隙率较高，氧化程度较高。此外等离子喷涂Al／SiC复合材料中有一定量纳米尺度的晶粒和颗粒。     

Effects of residual stress and dislocation on tensile deformation behavior of SiC_w/Al composites

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｒｅｓｉｄｕａｌｔｈｅｒｍａｌｓｔｒｅｓｓｃａｕｓｅｄｂｙｔｈｅｍｉｓ ｍａｔｃｈｏｆｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓｏｆｔｈｅｒｍａｌｅｘｐａｎｓｉｏｎ (ＣＴＥ)ｂｅ ｔｗｅｅｎｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔａｎｄｍａｔｒｉｘａｌｌｏｙａｎｄｈｉｇｈｄｅｎｓｉ ｔｙｄｉｓｌｏｃａｔｉｏｎｓｉｎｔｈｅｖｉｃｉｎｉｔｙｏｆｔｈｅｉｎｔｅｒｆａｃｅｓｒｅｓｕｌｔｅｄｆｒｏｍｔｈｅｒｅｌａｘａｔｉｏｎｏｆｒｅｓｉｄｕａｌｓｔｒｅｓｓｏｎｃｏｏｌｉｎｇｈａｖｅｇｒｅａｔｉｎｆｌｕｅｎｃ…     

Al2O3/Cu复合材料的研究进展

概述了Ａｌ２Ｏ３／Ｃｕ复合材料的研究现状,并对其制备工艺以及影响性能的因素进行了介绍。