用Cu箔中间层瞬间液相连接SiCP/Al 复合材料的界面现象与连接强度

采用Cu箔作中间层,在温度为853K的条件下进行了SiCp/Al复合材料的瞬间液相（Transient Liquid-Phase bonding,TLP)连接,用扫描电镜观察了连接界面微观形貌,测定了接头的剪切强度,着重研究了连接时间和压力对界面结构和强度的影响。研究表明,不加压连接时,由于在界面处形成纯金属带,且氧化膜也难以去除,接头强度较低,约为母材强度的48%,接头剪切强度随连接时间延长而增高,连接时施加0.2MPa的压力即可显著提高接头强度,达到母材强度的70%,且强度随连接时间变化不大,试验还发现,用Cu箔中间层无压瞬间液相连接小增强相颗粒、高体积百分含量的SiCp/AlMMCs时,接头界面区域没有发现颗粒偏聚,本文对此进行了理论分析。     

SiCp/Al复合材料与LD2的摩擦焊研究

采用摩擦焊方法对SiCp／Al复合材料与LD2进行连接。焊后借助于光学显微镜对焊接接头进行了微观组织和显微硬度分析。结果表明，在合适的工艺参数下，SiCp／Al复合材料与LD2的摩擦焊焊缝区结合致密，无气孔、夹杂和裂纹等缺陷，其接头强度略高于LD2与LD2的接头强度，因此采用摩擦焊方法焊接颗粒增强型复合材料是可行的。     

碳化硅颗粒增强铝基复合材料的闪光对焊研究

对连续闪耀对焊焊接SiCp/3003Al基复合材料进行了研究，试验结果表明：在合适的工艺参数条件下，复合材料产供销对焊焊缝区结合致密，无气孔、裂纹等缺陷，接头强度高且随增强相（SiCp)体积分数的增加而提高，因此，采用产供销对焊方法焊接颗粒的强型铝基复合材料是可行的。     

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。     

SiCp／3003Al复合材料与3003Al的闪光对焊研究

采用连续闪光对焊的焊接方法,对SiCp/3003Al复合材料与3003Al合金的焊接性进行研究。试验结果表明,在合适的工艺参数下,SiCp/3003Al与3003Al合金闪光对焊焊缝区结合致密、地气孔及裂纹等缺陷,接头强度高且随增强相（SiC颗粒）体积分数的增加而增加,因此,采用闪光对焊方法焊接颗粒增强型Al基复合材料是可行的。     

增强相含量对SiCp/3003Al复合材料闪光对焊焊接性的影响

用连续闪光对焊方法在同种焊接规范下分别对增强相含量为0％、15％、30％的SiCp／3003Al复合材料进行了连接，利用光学显微镜、SEM、AG-25TA型电子拉伸试验机对焊缝组织及性能进行分析，结果表明：含15％、30％SiCp的复合材料焊缝成型良好，含30％SiCp的复合材料接头强度最高。分析表明：随着SiCp含量的增加．复合材料的电阻率增大、热导率降低、线膨胀系数降低，而这些物理性能的变化使得焊接过程中产热更多，热量更集中于焊缝，闪光过程连续、稳定、激烈，自保护作用更好，焊后接头应力减少，即闪光对焊焊接性变好。     

碳化硅颗粒增强铝基复合材料（SiCp/3003Al）闪光对焊接头形成机理

研究了用闪光对焊方法对SiCp/3003Al复合材料的焊接问题，在合适的工艺条件下，使用闪光对焊方法可以对SiCp/3003Al复合材料进行有效的焊接，其接头质量良好借助于扫描电镜和能谱分析等微观分析手段，对闪光对焊接头的形成机理进行了深入地研究，对接头中的显微组织、SiC颗粒的分布状态以及SiC-Al间的界面反应问题进行了分析讨论：结果表明．在闪光对焊过程中发生的金属过梁爆破和接头端部塑性变形有助于清除接头中的气、固态杂质，形成无气孔、杂质和裂纹等缺陷，组织致密，结合良好的焊接接头；SiC颗粒在接头区域中的相对富集有利于接头强度的提高；同时闪光对焊时焊接温度低，焊接时间短．有利于减小SiC-Al间界面反应对接头质量的不利影响。     

液态模锻SiCp/2A50力学性能及腐蚀行为研究

在研究2A50及SiCp/2A50复合材料力学性能的基础上,采用失重方法和电化学方法研究了2A50及SiCp/2A50复合材料在NaCl溶液中腐蚀行为和腐蚀机理,研究了不同尺寸、不同含量的增强颗粒SiCp对复合材料力学性能和腐蚀行为影响的变化规律。研究结果表明：当增强颗粒SiCp尺寸一定时,随着增强颗粒含量的增加,复合材料的强度增加,延伸率降低,而复合材料的腐蚀速率增加;当增强颗粒SiCp含量一定时,随着增强颗粒尺寸的增加,复合材料的强度降低,而延伸率则降幅较小,复合材料的腐蚀速率增加;复合材料中增强颗粒SiCp含量的变化并没有影响材料的腐蚀电位的变化,且与基体合金的腐蚀电位变化幅度较小;合金中的第二相与增强颗粒SiCp在复试过程中作为腐蚀阴极相,共同增加了合金的腐蚀速率;增强颗粒SiCp的加入降低了合金的耐蚀性能,且所研究的5种复合材料的腐蚀速率均大于基体合金的腐蚀速率。     

液态模锻SiCp/2A50力学性能及腐蚀行为研究（英文）

在研究2A50及SiCp/2A50复合材料力学性能的基础上,采用失重方法和电化学方法研究了2A50及SiCp/2A50复合材料在NaCl溶液中腐蚀行为和腐蚀机理,研究了不同尺寸、不同含量的增强颗粒SiCp对复合材料力学性能和腐蚀行为影响的变化规律。研究结果表明:当增强颗粒SiCp尺寸一定时,随着增强颗粒含量的增加,复合材料的强度增加,延伸率降低,而复合材料的腐蚀速率增加;当增强颗粒SiCp含量一定时,随着增强颗粒尺寸的增加,复合材料的强度降低,而延伸率则降幅较小,复合材料的腐蚀速率增加;复合材料中增强颗粒SiCp含量的变化并没有影响材料的腐蚀电位的变化,且与基体合金的腐蚀电位变化幅度较小;合金中的第二相与增强颗粒SiCp在复试过程中作为腐蚀阴极相,共同增加了合金的腐蚀速率;增强颗粒SiCp的加入降低了合金的耐蚀性能,且所研究的5种复合材料的腐蚀速率均大于基体合金的腐蚀速率。     

SiCP颗粒增强Al基复合材料的瞬间液相连接

采用Ni箔和Cu/Ni/Cu多层箔作中间层在923K进行了SiC颗粒增强铝基复合材料的瞬间液相连接。研究表明,无压连接时,接头强度随保温时间延长有所增高,但界面处会存在纯金属（无增强颗粒）区域和氧化物夹杂,是导致接头强度不高的主要原因。加压TLP连接则能有效改善界面组织和接头性能。采用Cu/Ni/Cu多层箔作中间层加压连接时接头强度可达189．6MPa,约为母材强度的85％。本文对压力的作用和复合材料TLP连接界面特性进行了讨论。     

SiCp/Al合金复合材料时效强化的综合模型

以颗粒强化和时效强化理论为基础,结合铝合金时效动力学研究了SiCp／Al合金复合材料中增强体尺寸、体积分数以及时效制度对屈服强度的影响．分析不同时效制度下复合材料屈服强度与时效参数的关系,建立了一个SiCp／Al合金复合材料的时效强化综合模型,利用该模型可以预测复合材料屈服强度随增强体体积分数和尺寸以及时效时间的变化规律,将模型应用于SiC颗粒增强2XXX铝合金复合材料,结果显示模型预测值与实验数据吻合很好．     

SiCp增强Al基复合材料的真空扩散焊接

采用真空扩散焊接方法研究了同质及异质ＳｉＣｐ增强Ａｌ基复合材料的连接特性,考察了ＳｉＣｐ体积分数变化及插入中间合金层对同质及异质Ａｌ合金基复合材料真空扩散焊接质量及接头性能的影响。研究结果表明,无论同质还是异质Ａｌ合金基复合材料,真空扩散焊接头的强度均随ＳｉＣｐ体积分数的增加而降低;获得满意的异质ＳｉＣｐ增强Ａｌ合金基复合材料的真空扩散焊连接远比同质材料时困难。研究结果还表明,无论同质还是异质Ａｌ     

Investigation on reactive diffusion bonding of SiCp/6063 MMC by using mixed powders as interlayers

Mixed Al–Si, Al–Cu and Al–Si–SiC powders were used as interlayers to reactive diffusion bond SiCp/6063 MMC. The microstructure and the effects of bonding parameters on the shear strength of SiCp/6063 MMC joints were investigated. The results show that SiCp/6063 MMC joints bonded by using the interlayers of mixed Al–Si, Al–Cu powders have a dense joining layer of high quality. The mass transfer between the bonded materials and the interlayers during bonding leads to the hypoeutectic microstructure of the joining layers. Using mixed Al–Si–SiC powder as an interlayer, SiCp/6063 MMC can be reactive diffusion bonded by a composite joint. Because of the SiC segregation, however, there are a number of porous zones in the joining layer. This is responsible for the low shear strength of the joints, even lower than those reactive diffusion bonded by using the interlayers of mixed Al–Si and Al–Cu powders. Ti added in the interlayer obviously improves the joint strength reactive diffusion bonded by using the mixed Al–Si–SiC powder.     

N2在等离子弧原位焊接SiCp/Al基复合材料中的作用

以0．8mm钛片作为填充材料，采用纯氩和氮氩混合等离子气体对SiCp／Al基复合材料进行等离子弧原位焊接，分析加入的N2对焊缝成形、焊缝组织和性能的影响。结果表明，随氮气体积分数增大，焊缝熔深也相应增大：增加氮气还改善了熔池中的热循环状态和冶金反应，生成TiN、AlN等新的增强相，有效地抑制脆性相的生成，改善了焊接接头的性能。力学性能实验表明，采用Ar＋N2作为离子气进行焊接时，焊缝硬度和强度都有提高。当N2体积分数约占15％时，拉伸强度达到最大值233．5MPa。     

Joining of SiCp/Al composites by insert powder layers

Mixed Al-Si, Al-Si-SiC and Al-Si-W powders were employed as insert layers to reactive diffusion bond SiCp/6063 MMC. The results show that SiCp/6063 MMC joints bonded by the insert layer of the mixed Al-Si powder have a dense joining layer with a typical hypoeutectic microstructure. Using mixed Al-Si-SiC powder as insert layer, SiCp/6063 MMC can be reactive diffusion bonded by a composite joint. Because of the SiC segregations, however, there are a number of porous zones in the joining layer, which results in the low shear strength of the joints, even lower than that of joints reactive diffusion bonded by the insert layer of mixed Al-Si powder. The W added into the insert layer of Al-Si-W nearly all reacts with Al to form intermetallic WAl12 during bonding. The reaction between the W and Al facilitates to form a dense joint of high quality, and the formed interrnetallic WAl12 has a reinforcing effect on the joints, which lead to the high shear strength of the joints. In general, under the condition of fixed bonding time （temperature）, the shear strengths of the joints increase as the bonding temperature （time） increases, but tend to a maximum at bonding temperature of 600℃ （time 90 min）.     

SiCp／ZA27复合材料的制备及其力学性能

探讨了半固态机械搅拌法制备ＳｉＣｐ／ＺＡ２７复合材料的工艺，以及ＳｉＣｐ含量、大小对复合材料抗拉强度和硬度的影响，并对其抗拉断口进行了ＳＥＭ分析。结果表明：用该工艺可制得ＳｉＣｐ分布较均匀的锌基复合材料，其强度随ＳｉＣｐ含量、粒度的增大而减小；经ＳＥＭ分析，其断口呈部分韧性断裂，且断裂机制因ＳｉＣｐ含量、大小的不同而不同；当复合材料中Ｖ（ＳｉＣｐ）＜５％时，其硬度值随加入量的增加而升高，当Ｖ（ＳｉＣｐ）＞５％时，随含量增加而降低，且小颗粒ＳｉＣｐ增强复合材料的硬度比大颗粒的要高。     

SiCp/ZA27复合材料的制备及其力学性能

探讨了半固态机械搅拌法制备SiCp/ZA2 7复合材料的工艺 ,以及SiCp含量、大小对复合材料抗拉强度和硬度的影响 ,并对其抗拉断口进行了SEM分析。结果表明 :用该工艺可制得SiCp分布较均匀的锌基复合材料 ,其强度随SiCp含量、粒度的增大而减小 ;经SEM分析 ,其断口呈部分韧性断裂 ,且断裂机制因SiCp含量、大小的不同而不同 ;当复合材料中V(SiCp) <5 %时 ,其硬度值随加入量的增加而升高 ,当V(SiCp) >5 %时 ,随含量增加而降低 ,且小颗粒SiCp增强复合材料的硬度比大颗粒的要高     

SiC_P增强相含量对复合材料SiC_P/3003Al闪光对焊接头强度及显微组织的影响

利用闪光对焊的方法对所制备的SiCP/3003Al复合材料进行焊接,并对不同SiCP增强相体积分数的复合材料的接头强度和显微组织进行了分析。结果表明,接头的强度和焊缝区碳化硅颗粒富集带的宽度,均随着母材中碳化硅颗粒含量的增加而增加。     

In-situ weld-alloying plasma arc welding of SiCp/Al MMC

Plasma arc welding was used to join SiCp/ml composite with titanium as alloying filler material. Microstructure of the weld was characterized by an optical microscope. The results show that the harmful needle-like phase Al4C3 is completely eliminated in the weld of SiCp/Al metal matrix composite（MMC） by in-situ weld-alloying/plasma arc welding with titanium as the alloying element. The wetting property between reinforced phase and Al matrix is improved, a stable weld puddle is gotten and a novel composite-material welded joint reinforced by TiN, AlN and TiC is produced. And the tensile-strength and malleability of the welded joints are improved effectively because of the use of titanium.