碳纳米管预制块铸造法制备CNTs/AZ91复合材料研究

在氢气保护下,采用碳纳米管预制块铸造法制备了碳纳米管/AZ9I镁基复合材料.观察和分析了复合材料的微观组织,测试了其室温力学性能,并利用扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析(SED)对复合材料拉伸断口形貌进行了观察和分析.研究结果表明:该方法能有效地将碳纳米管添加到镁合金熔体中并且均匀分散;随着碳纳米管的加入,复合材料的晶粒组织得到不断的细化,综合力学性能得到明显提高.     

钟罩浸块铸造法制备的CNTs/AZ31镁基复合材料的力学性能

将Al粉、Zn粉、碳纳米管(CNTs)混合料按照质量比为3:1:X(X=0,0.5,1.0,1.5)压块,并用钟罩压入法将这些预先制备的压块加入到合金熔体中制备AZ31/CNTs复合材料。测试该复合材料的力学性能,利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射仪和光学显微镜对AZ31/CNTs复合材料的金相试样、断口形貌进行表征和分析。结果表明:钟罩压块法可以有效地将碳纳米管分散到镁合金熔体中;CNTs对AZ31镁合金的力学性能有较强的增强效果,与本研究中的铸造AZ31合金相比,AZ31/CNTs复合材料的最大抗拉强度和伸长率分别提高41.3%和119.4%,弹性模量和显微硬度分别提高67.8%和66.9%;CNTs对AZ31镁合金基体晶粒的细化作用显著,与镁基体界面结合较好;复合材料试样断口形貌由韧窝和撕裂棱组成,呈现准解理断裂特征。     

碳纳米管对压铸ZM5镁基复合材料组织与性能的影响

利用压铸工艺制备了含碳纳米管的ZM5镁基复合材料试样。研究了碳纳米管含量对镁合金熔体的压铸特性和力学性能的影响。使用金相显微镜观察了加入碳纳米管后复合材料的金相组织及晶粒尺寸,在扫描电镜下观察了碳纳米管的分布状态。结果表明,加入少量碳纳米管对压铸母合金成形性能没有影响。当碳纳米管加入量达到1.3%时,ZM5镁基复合材料压铸试样的抗拉强度达到最大值,为190MPa。当碳纳米管加入量为1.1%时,压铸镁基复合材料试样具有最大的伸长率,为6.25%。在碳纳米管加入量为1.5%时,压铸镁基复合材料试样的硬度(HV)达到最大值,为95.2。     

造孔剂对SiC多孔预制块性能的影响

采用无压浸渗法制备了SiCp/Al复合材料,研究造孔剂Fe(NO3)3·9H2O或Ni(NO3)2·6H2O对SiC预制块的微观形貌、气孔率和尺寸变化的影响,并对预制块的成分进行了分析.结果表明:以Fe(NO3)3·9H2O或Ni(NO3)2·6H2O作为造孔剂,均能制备SiC多孔预制块,但硝酸铁比硝酸镍使得预制块具有更好的微观组织,并成功制得了较致密的SiCp/Al复合材料;造孔剂分解生成的Fe2O3或NiO在SiC骨架内分布均匀,起到连接SiC粉体和减少SiC颗粒被氧化的作用;因SiC氧化导致陶瓷骨架约有5%左右的线膨胀,但坯体形状不发生改变,通过调整造孔剂硝酸镍、硝酸铁的含量,能获得孔隙率从0.42～0.49和0.38～0.41的SiC预制块.     

纳米复合材料的制备工艺和性能

简述了纳米复合材料的发展历史、分类、制备工艺及其性能研究。纳米复合材料的制备工艺包括高能球磨法、非晶晶化法、烧结法、涂层法和原位复合技术等。其性能包括力学性能、电气特性、热学性能、光学特性和摩擦磨损特性等。     

原位反应合成法制备TiC／Al预制块的研究

通过X－ray衍射技术和透射电镜分析方法对利用原位反应合法（即XDIF ）,制备的不同成分配比的TiC/Al预制块进行了研究。结果表明：Al、Ti、C粉末的配比,直接影响其烧结产物的组织成分,当C含量较高时,产物中除α(Al）和TiC相外还含有Al4C3相;烧结产物的致密度随Ti含量的减少而增大,Ti含量高的预制块因其密度低、不利于熔铸而不适于制作复合材料。     

碳纳米管/ZM5镁合金复合材料的制备与力学性能研究

采用搅拌铸造法制备了碳纳米管/ZM5镁合金复合材料,研究了搅拌法加入碳纳米管的工艺特点,测试了复合材料的力学性能,并利用扫描电子显微镜和能谱分析对复合材料断口形貌进行了观察和分析.研究结果表明：当搅拌温度接近于ZM5镁合金液相线温度时,碳纳米管能较好的加入到镁合金熔体中.与基体合金相比,复合材料的抗拉强度、弹性模量、显微硬度显著增加,伸长率最大可提高110%,但是碳纳米管加入量过多会导致偏聚,使力学性能下降.碳纳米管能细化复合材料的晶粒组织,并且起搭接晶粒和承载变形抗力的作用.     

预制体对C／C复合材料热膨胀系数的影响

以天然气为前驱气体,整体碳毡和2D针刺碳毡为预制体,采用热悌度化学气相渗积技术制备了两种C／C复合材料,其表观密度均为1．74g／cm^3。借助光学显微镜和扫描电子显微镜观察了热解碳基体的生长特征和微观形貌,采用热膨胀仪测量了两种材料的热膨胀系数（CTE）,研究了由不同预制体增强C／C复合材料的CTE,解释了造成材料不同方向CTE差异的主要原因。结果表明,随着温度升高,材料A和B的CTE是逐渐升高的,且Z向CTE值均大于XY向。当两种材料在Z向的纤维体积分数接近时,随着XY方向纤维体积分数增大,材料在Z向的CTE增大,在XY向的CTE降低,两种材料存XY和Z向的CTE旱如下分布：αB—z〉dAz〉αA—xy〉αBxY-C／C复合材料的CTE主要取决于纤维体积分数和排市、碳基体及材料中的孔隙分布情况,前者起决定作用。     

Ca对原位自生Mg2Si/ZM5复合材料组织与性能的影响

通过真空感应炉中氩气保护,在ZM5熔体中加入Si获得原位反应自生Mg2Si/ZM5复合材料.采用金相显微镜、环境扫描电镜、拉伸实验等研究了Ca对该材料组织与性能的影响规律.结果表明:Ca的加入改变了Mg2Si/ZM5复合材料中Mg2Si相的形貌,使其从不规则的汉字状变成较细小的多角形,从而改善了材料的力学性能;当加入0.05?(质量分数)时,复合材料的室温力学性能最好,屈服强度提高了10.4%,延伸率提高了52.4%;在200℃高温下,当含Ca0.05%～0.10%(质量分数)时其屈服强度和延伸率最好,分别提高了30.1%和92.3%.     

挤压铸造TiB2P／Al复合材料的组织与性能

采用挤压铸造法制备TiB2p／Al复合材料，并借助XRD，SEM，TEM和三点弯曲、摩擦磨损等分析测试手段研究了该材料的组织和性能。结果表明，复合材料组织致密，颗粒分布均匀，相组成主要为Al和TiB2。TEM观察表明，T6态复合材料基体中发现大量细小的β＇析出相和位错。部分界面上存在不连续的块状反应物MgAl2O4。45％TiB2P／Al（体积分数，下同）复合材料的抗弯强度为934MPa，弹性模量为183GPa，比30％TiB2P／Al复合材料的分别提高了34％和28％。常温干摩擦条件下，TiB2P／Al复合材料摩擦系数变化平缓（在0．2左右波动），明显低于铝合金的摩擦系数；且复合材料的磨损表面较为平整、光滑，未观察到大塑性变形，呈现出良好的自润滑性能。     

FRACTURE MODE AND PROCESS OF SiC_w B_4C_p/MB15 MAGNESIUM MATRIX COMPOSITE

ＦＲＡＣＴＵＲＥＭＯＤＥＡＮＤＰＲＯＣＥＳＳＯＦＳｉＣｗ＋Ｂ４Ｃｐ／ＭＢ１５ＭＡＧＮＥＳＩＵＭＭＡＴＲＩＸＣＯＭＰＯＳＩＴＥ①ＳｕＹｉｎｇ，ＺｈａｎｇＧｕｏｄｉｎｇ，ＷａｎｇＨｕｉｍｉｎ，ＺｈａｎｇＤｉ，ＱｉｎＪｉｎｉｎｇＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｆＭ...     

THE EFFECT OF SiC PARTICLE AND WHISKER ON THE STRENGTH OF ALUMINUM ALLOY MATRIX COMPOSITES

1.IntrodurtionDiscontinuousfiberreinforcedMMCscanbemanufacturedandformedbyc0nventionalmetallurgicalmethodl1],s0theywillbefirstlyusedinindustryonamassproductionscalebecause0ftheirhighqualityandlowc0st.Sincetherearemanytypesofparticleswhichcouldbeusedt0reinforcedifferelitlightmetalalfoys,manyexperimentsneedt0bedone.Severalresearchersdevelopedsomethe0reticaJpredictionmethodstodescribethestrengthofwhiskerorparticlereinf0rcedMMCs-Theshearlagm.del[2]wasdevelopedtopredicttheStrengthofcomposit6s,b…     

SiC_p/Al合金基复合材料的室温拉伸性能

通过对采用半固态搅拌液态模锻工艺制备的ＳｉＣｐ／Ａｌ 合金基复合材料室温拉伸性能的研究, 分析了这种复合材料屈服强度和极限强度提高的原因, 对颗粒增强复合材料的强化机理进行了探讨; 同时, 采用扫描电子显微镜对材料的拉伸断口进行了观察, 发现复合材料及未增强基体合金的断裂虽均属于塑性断裂与脆性断裂的混合型模式, 但随着ＳｉＣ 颗粒在复合材料中的体积分数的增加, 脆性断裂特征变得更为显著。     

MICROSTRUCTURES AND PROPERTIES OF SiC_w/AL COMPOSITES

This paper presents an investigation on the microstructures and properties of the17v.-% SiCw/Al-12Si composites.TEM observations and EDAX analysis revealed that Aldiffuses into the SiC whiskers and that dislocations exist at the whisker/matrix interfaces.Tensile test results showed that the isothermal exposure and thermal cycle at both 573K and733 K caused the UTS reduction of the composites,and the reduction in UTS due to thermalexposure at 733 K was much more significant than that due to thermal cycle at the same tem-perature.The SiC_W/Al-12Si composites were also found to have exellent wear resistance,which does not seem to vary much with the volume content of whiskers in the ronge of 11—17%.     

SiC_w/Al复合材料的微观结构与性能

本文研究了17V.-％SiC_W/ZL109Al复合材料的微观结构和性能。透射电镜观察和能谱分析发现,在复合材料中Al扩散到SiC晶须内部,并且在晶须/基体界面处有位错存在,拉伸试验结果表明,在573和733K温度下热暴露和热循环都导致复合材料强度降低,在733K加热时间相同的条件下热暴露引起复合材料强度的降低比热循环引起强度的降低强烈。此外,SiC_W/Al复合材料还具有高的耐磨性,在所研究的晶须含量范围内(V_f=11-17％),晶须含量对复合材料的耐磨性几乎没有影响。     

EFFECT OF MATRIX STRENGTHENING ON SLIDING WEAR PROPERTIES OF SiC p/2024Al COMPOSITES

ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＴｈｅｃｅｒａｍｉｃｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅｓｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄａｌｕｍｉｎｕｍａｌｏｙｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｅｘｈｉｂｉｔｈｉｇｈｓｐｅｃｉｆｉｃｍｏｄｕｌｕｓａｎｄｓｔｒｅｎｇｔｈ,ａｌｓｏｇｅｔａｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｉ...     

SiC晶须增强硬Al合金复合材料的界面析出及其对性能的影响

本文对粉末冶金法制备的SiC晶须增强2124Al和2024Al两种复合材料进行了拉伸试验和断口观察,TEM和HREM证实在SiC_w/2024Al界面处存在链状不连续分布的θ(Al_2Cu)沉淀相,这种沉淀相降低了复合材料的室温强化效果,并对其塑性产生不利的影响。     

涂层硼酸铝晶须对铝基复合材料界面与力学性能的影响

采用溶胶－凝胶氧化铝涂覆硼酸铝晶须方法改善挤压铸造晶须增强６０６１Ａｌ复合材料的界面性能。对复合材料的界面观察表明,γ－Ａｌ２Ｏ３和α－Ａｌ２３涂层均可抑制尖晶石界面反应,而且涂层较厚时涂层效果明显。界面反应程度的差异也影响复合材料的弯曲性能和时效行为。     

晶须对铝基复合材料应力腐蚀开裂行为的影响

采用双悬臂梁试验,研究了碳化硅晶须增强纯铝基及碳化硅晶须增强2024铝基复合材料和2024铝合金在3．5％NaCl溶液中的应力腐蚀（SCC）开裂行为,探讨了晶须对复合材料应力腐蚀开裂行为的影响。结果表明,晶须的存在改变了材料的应力腐蚀特性,晶须在复合材料应力腐蚀开裂过程中具有促进和阻碍应力腐蚀裂纹扩展的双重作用。     

石墨纤维增强镁基复合材料界面

石墨纤维增强镁基复合材料由于基体中加入了铝元素，其界面情况变得较为复杂。对采用真空压力浸渍法制备的俄罗斯产石墨纤维增强ＺＭ５镁基复合材料在透射电子显微镜下观察发现，界面结合良好，基体与纤维间无化学反应，但存在着大小形状不同的析出物，经电子衍射和ＥＤＳ能谱分析为γＭｇ１７Ａｌ１２相；在近界面区域也有γ相存在，并且与镁基体存在一定的位向关系；同时在界面附近存在着大量位错和孪晶等晶体缺陷。