SiC颗粒增强铝基复合材料中增强体含量的超声检测

通过理论分析建立了一种基于纵波声速评价SiC颗粒增强铝基(SiC_p/Al)复合材料中增强体含量及孔隙率的超声检测模型,随后采用粉末冶金工艺制备了增强体体积分数分别为10%,15%,20%,25%,30%的SiC_p/Al复合材料试样,实测纵波声速、增强体含量及孔隙率后建立了三者之间的关系曲线,最后利用实测关系曲线对标称体积分数为20%的SiC_p/Al复合材料试样中的增强体含量进行了推算。试验结果表明,实测关系曲线与模型计算得到的理论预测曲线具有良好的一致性,试样增强体含量超声检测的相对误差为5.2%,证明了该方法的可行性。该方法在检测增强体含量的同时考虑了孔隙率的影响,为先进金属基复合材料的无损检测提供了一种新思路。     

高体份SiC_p/Al复合材料冶金缺陷的超声检测与分析

采用超声A扫描波形法对无压浸渗法制备的高体分数SiC_p/Al复合材料的铸件坯料进行了超声检测。结果表明,类疏松缺陷的波形有一定的宽度,且波形不光滑,底波衰减严重。造成这个现象的原因可能是在类疏松缺陷处表现为SiC颗粒间隙中没有铝基体,使得传播声波的介质由复合材料界面变为声阻抗更大的SiC颗粒界面,声波反射量增多。同时堆垛的SiC颗粒使得声波的散射增加,从而导致波形处杂乱且有一定的宽度,底波衰减严重。最后,采用超声C扫描成像法用以辅助、验证了波形检测的正确性。     

超声液相铸造SiCw／Al及SiCp／Al复合材料

用超声液相铸造新技术制备了碳化硅晶须及碳化硅颗粒增强铝基复合材料.证明铸造时对铝液进行超声振荡可以促进增强相与铝液的润湿,改善增强相在铝基体中分布的均匀性,减少气孔率,且用超声液相铸造技术制备的铝基复合材料具有较好的重熔性.还对超声液相铸造的SiCw/Al和SiC_p/Al复合材料制备过程特点、显微组织特征、断口形貌及重熔性能进行了初步探讨.     

SiCp/Al复合材料超精密车削仿真与试验研究

针对SiC_p/Al复合材料因脆性相SiC的加入而导致难以形成高质量加工表面等问题,采用分子动力学模拟和超精密车削试验的方法对SiC_p/Al复合材料纳米尺度材料去除过程进行研究,重点分析了单晶金刚石超精密切削SiC_p/Al复合材料中的加工表面形成机理、脆塑性转变以及刀具磨损机理。结果表明:高压相变是引起SiC_p/Al复合材料中SiC脆性材料的脆塑性转变的主要原因。随着切削深度的增加,SiC_p/Al复合材料中SiC颗粒加工方式由延性去除,到脆塑性混合方式去除,最后演变为纯脆性去除方式。SiC_p/Al复合材料中SiC-Al界面和Al基体存在,影响了SiC_p/Al复合材料中SiC颗粒去除的脆塑性转变机制。待加工表面上拉应力的存在会诱导微裂纹尖峰,是切削区域脆性SiC材料裂纹萌生的直接诱因。单晶金刚石刀具主要磨损机理为硬质SiC颗粒的磨粒磨损和切削诱导的石墨化。     

高能球磨与搅拌法制备纳米SiC_p/ZL101复合材料

采用高能球磨与搅拌铸造相结合的方法制备艾了纳米SiC_p/ZL101铝基复合材料。利用干磨式高能球磨设备制备SiC_p/Al复合颗粒,获得纳米SiC弥散分布的近球状SiC_p/Al复合颗粒,其直径在0.5~1.5mm之间。随后通过搅拌铸造方法将复合颗粒加入Al-Si合金熔体重熔稀释,制备出SiC_p含量为0.5%的纳米SiC_p/ZL101复合材料。在100 MPa成形压力下,挤压铸造复合材料的铸态抗拉强度和伸长率分别为233.3 MPa和5.27%,较同等条件下基体合金分别提高了10.94%和2.73%。     

酸洗处理对高体积分数SiC_p/Al复合材料组织性能的影响

采用10%氢氟酸对SiC_p进行搅拌酸洗处理,用直接电热法触变成形工艺制备SiC_p增强6061Al基复合材料,研究了SiC酸洗处理对复合材料的微观组织和力学性能的影响。结果表明,经酸洗处理的增强颗粒界面平直干净,SiC_p表面产生蚀坑,比表面积增大,与铝基界面结合良好,空隙减少,且无杂质相生成。与未进行表面处理的复合材料相比,致密性和抗折强度得到显著提高。     

铝基复合材料粘结质量超声C扫描检测技术

采用超声C扫描水浸聚焦技术检测Al2O3纤维增强铝基复合材料活塞镶环粘结质量。设计制作Al2O3纤维增强铝基复合材料活塞模拟对比试样,利用模拟对比试样研究镶环粘结质量超声C扫描检测工艺。结果表明,超声C扫描水浸聚焦技术可实现对Al2O3纤维增强铝基复合材料活塞镶环粘结质量缺陷的定性、定位、定量检测。     

颗粒尺寸对SiCp/6061铝基复合材料组织与性能的影响

采用搅拌铸造方法制备颗粒尺寸为20～50 μm的SiCp/6061铝基复合材料,研究了SiC颗粒尺寸对6061铝基复合材料显微组织、拉伸力学性能和耐磨性能的影响.结果表明:通过搅拌铸造方法制备6061铝基复合材料,SiC颗粒在6061铝基复合材料中分布较为均匀,且随SiC颗粒尺寸增大,6061铝基复合材料中SiC颗粒的分布均匀性提高.SiC颗粒尺寸越小,6061铝基复合材料的抗拉强度和伸长率越高.在SiC颗粒尺寸为20μm时,6061铝基复合材料的抗拉强度和伸长率分别为296MPa、5.5％.随SiC颗粒尺寸增大,6061铝基复合材料的耐磨性能提高,磨损率逐渐下降.     

粉末冶金及热挤压制备SiC_p/铝基复合材料的磨损性能

通过粉末冶金法制备了SiC_p增强铝基复合材料并对其进行了热挤压变形处理,研究了不同热挤压参数对SiC_p/铝基复合材料磨损性能的影响。结果表明,SiC_p颗粒分布的均匀性对复合材料磨损性能影响较大,热挤压SiC_p/铝基复合材料的磨损量随SiC_p含量的增加先减小后增大;磨损速度及磨损载荷的增大使材料的磨损速率增加。Sn的添加能够提高SiC_p/铝基复合材料的耐磨性能,但Sn含量的变化对热挤压SiC_p/铝基复合材料的磨损性能影响不大。     

电子封装用SiCP/Al复合材料的热膨胀性能

采用气压浸渗方法制备了SiCP／Al（SiC颗粒增强铝基复合材料）。研究了复合材料的工程热膨胀系数CTE和物理CTE随体积分数的变化关系。结果表明，随着SiC颗粒体积分数的增加，复合材料的工程CTE减小，物理CTE也减小。相比双尺寸SiC，／Al，单尺寸颗粒的SiCP／Al物理CTE曲线随温度增长不规则，这可以归结于SiC颗粒与基体合金接触表面积较小.     

喷射沉积制备SiC_P/Al复合材料及冶金缺陷消除研究进展

喷射沉积SiCP/Al复合材料有着广阔的应用前景,但因孔隙、沉积颗粒边界、氧化等冶金缺陷无法完全消除而受限,发展全致密化技术和消除冶金缺陷对于提高复合材料的性能,拓展其应用尤为重要。文章综述了颗粒增强铝基复合材料、喷射沉积技术的发展现状和制约因素;论述了喷射沉积颗粒增强铝基复合材料的致密化技术,着重介绍了楔形压制工艺、陶粒轧制、旋球同步致密化和大塑性变形工艺;展望了喷射沉积铝基复合材料的的发展趋势,提出针对SiC颗粒的开裂,采用较小粒度(3μm~5μm)的SiC颗粒来增强、防止因SiC颗粒开裂导致过早失效;针对基体内部孔洞和沉积颗粒之间的氧化膜导致的失效,通过适当增大沉积颗粒尺寸降低表面氧化,并采用旋球同步致密减少坯料孔隙,降低坯料沉积坯中的氧含量,再通过往复镦-挤和等径角挤压等大塑性变形实现沉积颗粒间的完全冶金结合;针对SiC-Al界面的脱粘,通过SiC颗粒表面的预氧化适当增加SiC颗粒与Al基体之间的结合强度。     

烧结压力对SiC/6061Al复合材料组织和力学性能的影响

采用真空热压烧结法制备了φ(SiC_p)=30%的SiC/6061铝基复合材料,观察复合材料的显微组织,检测复合材料的密度和抗拉强度,研究烧结压力对复合材料性能的影响。结果表明,采用真空热压烧结法制备的SiC/6061Al复合材料,没有新相生成;随着烧结压力的增大,复合材料的密度增大,抗拉强度也增大;复合材料基体与增强体之间的界面结合情况良好。     

搅拌铸造法制备SiCp／A356铝基复合材料的研究

利用搅拌铸造技术制备SiCp/A356铝基复合材料.通过金相观察(OM),扫描电镜(SEM)及力学性能测试对所制备的颗粒增强铝基复合材料的显微组织和力学性能进行了研究.结果表明,SiC增强颗粒较均匀地分布于基体中,SiC/Al界面处存在明显的Si溶质偏聚,复合材料的孔隙率为4.2%;与基体合金相比,SiC颗粒的加入提高了复合材料的硬度和屈服强度,抗拉强度及延伸率略有下降;断口分析表明,搅拌铸造SiCp/A356铝基复合材料主要的断裂机制为SiC/Al界面脱粘及基体合金的脆性断裂.     

纳米SiC_p/Al复合材料的显微组织与力学性能

采用热压烧结+热挤压法制备了不同SiC_p含量的Al基复合材料,运用XRD、SEM、TEM等研究了不同SiC_p含量的Al基复合材料的显微组织和力学性能,并对断口形貌进行了观察。结果表明,随着SiC_p含量的增加,材料的致密度逐渐降低,但是致密度都高于98%,SiC_p/Al复合材料的晶粒尺寸为亚微米级;不同SiC_p含量的热挤压态和退火态SiC_p/Al复合材料的强度相对挤压态纯Al有较大提高,而伸长率却有所降低;退火处理对挤压态SiC_p/Al复合材料的强度影响较小,且随着SiC_p颗粒含量的增加,退火对SiC_p/Al复合材料塑性的改善效果逐渐减弱。     

SiC_p/2024Al复合材料与SiC陶瓷的软钎焊

采用Sn3.0Ag0.7Cu钎料对表面电镀铜后的增强相体积为45%的SiC_p/2024Al复合材料和表面化学镀铜后的SiC陶瓷进行钎焊,利用扫描电镜、材料试验机等研究了钎焊接头的显微组织、剪切断口形貌以及钎焊保温时间对接头组织和性能的影响。结果表明:表面电镀铜后的SiC_p/2024Al复合材料能够实现与表面化学镀铜的SiC陶瓷的软钎焊,在260℃下保温0.5min能得到剪切强度为24MPa的接头,焊缝组织致密,钎料对电镀铜后的SiC_p/2024Al复合材料和化学镀铜后SiC陶瓷的润湿性都良好,断裂部位发生在铝基复合材料与电镀铜结合处以及电镀铜层较薄弱处。     

Si对无压自浸渗法制备SiCP/Al复合材料的影响

采用无压自浸渗法制备SiC颗粒增强Al基复合材料,研究了Si对SiC颗粒与Al液之间浸润性的影响。结果表明,在熔融铝液中添加Si可以降低金属溶液的粘度,改善其流动性,促进SiC颗粒与金属溶液之间的浸润性;Si的添加还可以抑制复合材料中AL4C3脆性相的产生,从而改善了SiC颗粒增强铝基复合材料的组织与性能。     

SiC颗粒增强铝基复合材料的制备技术及性能研究进展

SiC颗粒增强铝基复合材料具有高的比强度、高的比模量、高的耐磨性以及优异的抗腐蚀性能,在机械结构轻量化设计方面是替换传统钢铁的最佳选择材料之一,在汽车、机械、航空及电子封装等领域具有广阔的应用前景。因此,备受各界科研工作者的关注。对SiC颗粒增强铝基复合材料的制备方法、性能、强韧化机制进行了归纳总结,分析并探讨了SiC/Al复合材料的制备技术难点及改进方法,最后对SiC/Al复合材料的研究及应用进行了总结与展望。     

尺寸稳定化工艺对SiCp／Al复合材料尺寸稳定性的影响

采用微观内应力分析,宏观尺寸测量,微屈服强度、微蠕变性能及透射电镜分析,对经过不同尺寸稳定化工艺处理后的 SiC_p/6061复合材料的尺寸稳定性进行了分析。结果表明,热循环尺寸稳定化工艺可有效地降低 SiC_p/Al 复合材料的微观残余内应力,稳定材料的宏观尺寸,提高材料的微塑性变形抗力,且温差越大,效果越明显。还对热循环尺寸稳定化工艺提高 SiC_p/Al 复合材料尺寸稳定性的原因进行了探讨。认为经热循环尺寸稳定化工艺处理后,材料内部形成稳定的位错结构,弥散析出相增强体颗粒钉扎位错并阻碍位错运动,是 SiC_p/Al 复合材料尺寸稳定性高的主要原因。     

SiC_P/7085复合材料制备工艺及实验研究

采用半固态金属-增强相混合工艺制备SiC颗粒体积分数为10%的SiC_P/7085铝基复合材料,研究微米SiC颗粒在机械搅拌、超声搅拌和复合搅拌等工况下在7085铝基体中的分布规律以及不同制备工艺对SiC_P/7085复合材料拉伸性能的影响规律。结果表明:机械搅拌能够改善颗粒分布的均匀性,但同时会增加气孔缺陷;超声搅拌能有效减少复合材料中的气孔数量;采用复合搅拌工艺(30min机械搅拌+30 min超声搅拌)制备的SiC_P/7085复合材料颗粒分布均匀、气孔显著减少,抗拉强度较基体合金有较大提高,其中SiC颗粒尺寸为80、30μm的复合材料的最大抗拉强度较基体分别提高了57%和67%。     

比较研究Si C和MoS_2对铝基复合材料磨损行为影响（英文）

为了提高纯铝对钢的干滑动摩擦耐磨性,通过压制烧结混合粉末的方法制备不同SiC、MoS_2和SiC/MoS_2颗粒含量的铝基复合材料。显微结构分析表明,该合金结构致密,这与密度和硬度测试结果相吻合。在恒定载荷和滑动速度下进行复合材料与对偶为AISI 52100钢的销-盘式磨损试验。结果显示,当Al/SiC和Al/MoS_2复合材料中增强相的最佳含量分别为10vol%和2vol%时,材料的磨损率最低;而Al/10SiC/_2MoS_2复合材料的磨损率和摩擦因数最低。扫描电镜观察表明,在纯铝中加入MoS_2颗粒后,材料的主要磨损机理由粘着磨损转变为以磨粒磨损为主。对于Al/SiC和Al/SiC/MoS_2复合材料,其主要的磨损机理为轻微的剥层磨损。Al/SiC/MoS_2复合材料与Al/SiC复合材料的摩痕和磨损表面接近,表明SiC颗粒在这两种复合材料摩擦学行为中起主导作用。