铝基复合材料增强体涂层与界面

基体与增强体间的界面对金属基复合材料的性质起着重要的作用。为改善复合材料增强体与基体合金的浸润性,避免有害界面产物的形成,往往通过增强体表面涂层处理加以解决。本文综述了增强体涂层种类、涂覆方法及其对复合材料的界面和性能的影响。     

增强纤维的梯度功能涂层

本文在分析纤维增强金属基复合材料的纤维/基体界面的行为以及对增强纤维涂层的要求的基础上,提出能满足抗扩散,反应障垒、润湿媒介和保证纤维发挥潜能等多种要求的纤维涂层结构--梯度功能涂层.本文还介绍了用化学气相沉积(CVD)的方法在碳纤维上制备梯度功能涂层的细节.      

NiTi 合金表面激光原位反应合成TiN增强金属基复合材料涂层

采用连续高功率固体Nd-YA G激光辐照, 使预置于NiTi 合金表面的Ti 粉在N₂ 环境中形成TiN 增强Ti 基复合材料涂层。选择适当的激光辐照工艺参数, 获得致密的TiN 增强金属基复合材料激光改性层。SEM 观察及EDAX 成分分析结果表明, TiN/ Ti 金属基复合材料表面改性层与基体NiTi 合金存在良好的冶金结合, 界面处成分均匀过渡, 表面Ni 含量极低。显微硬度测试及磨损实验表明, TiN/ Ti 金属基复合材料改性层显著提高了NiTi 合金的表面硬度和耐磨性, 激光表面改性层可有效地改善NiTi 合金作为生物医学材料使用的表面成分和性能。      

颗粒增强金属基复合材料涂层的制备及其特性与应用

针对复合材料涂层的相关问题, 综述了颗粒增强金属基复合材料涂层的制备技术及其特性的研究进展。重点描述了电热爆炸超高速喷涂技术及电刷镀技术制备颗粒增强金属基复合材料涂层的发展现状、涂层组织结构和力学性能研究进展, 概述了颗粒增强金属基复合材料涂层的工程应用领域及其未来发展方向。     

用于空间技术的纤维增强金属基复合材料

用高强度、高模量的耐热纤维增强金属可以制得比金属性能更为优异的新型材料。纤维增强金属基复合材料的性能取决于所选用的纤维和基体金属的类型及性能、复合材料中纤维含量和分布、复合材料的制造方法,以及界面效应。控制这些因素可以制得性能范围很宽和满足各种特殊要求的金属基复合材料。在一些使用温度高、另部件的尺寸稳定性和刚性要求     

金属基复合材料拉伸断裂过程及其分析模型

本文对金属基复合材料拉伸断裂过程及其分析模型进行了述评。内容包括纤维增强复合材料中直力分布、复合材料中裂缝萌生与扩展的微观机制、关于断裂纤维附近应力集中的分析方法、界面结合状态及界面反应对复合材料断裂特性的影响等。并提出了分析模型的发展趋势。     

连续SiC纤维增强金属基复合材料研究进展

SiC纤维增强金属基复合材料具有高的比强度、比刚度、耐腐蚀、耐高温等优异的综合性能,在实际应用中具有广阔的前景。本文主要总结了SiC纤维增强金属基复合材料的研究进展,分别阐述了SiC纤维增强铝基、钛基、铜基、镍基复合材料存在的问题、解决办法及应用现状。最后指出了限制复合材料实际应用的几点因素,包括:成本问题、界面问题、各向异性以及缺少质量检测评估体系。     

金属基复合材料界面问题

金属基复合材料都要在基体合金熔点附近的高温下制备。在制备过程中，纤维，晶须、颗粒等增强体与基体净发生程度不同的相互作用和界面反应，形成各种结构的界面。界面结构和性能对金属基复合材料的的性能起着决定性作用，深入研究的掌握界面反应和界面影响性能的规律，有效地控制界面的结构和性能，是获得高性能金属基复合材料的关键。     

石墨烯增强金属基复合材料界面研究进展

金属基复合材料是由高强度增强相与金属基体组成,因具备优良的综合性能,在各领域内展现出广阔的应用潜力。与常规增强相不同,石墨烯是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角呈蜂巢状晶格的二维碳纳米材料,因其独特的结构而具有优异的电学、力学、热学和光学等特性。石墨烯增强金属基复合材料已经成为先进复合材料领域的研究热点,而对于金属基复合材料,其综合性能与界面的结构和性质关联密切。从近年来石墨烯增强金属基复合材料界面微观组织及理论研究出发,对常见石墨烯增强金属基复合材料体系的界面结构及力学性能进行总结,同时总结计算机模拟手段在分析界面结构、界面结合强度以及界面微观断裂机制等方面的进展,为设计和优化金属基复合材料界面提供理论依据。     

纤维涂层法制备SiCf/Cu复合材料及其性能分析

为研究纤维涂层法制备SiCf/Cu复合材料的性能特点,通过磁控溅射法先后将Ti6Al4V界面改性层和基体Cu涂层涂覆到SiC纤维表面,并通过真空热压法将被涂覆的纤维制备成SiCf/Cu复合材料.对Ti6Al4V涂层、Cu涂层以及复合材料进行了微观分析,并测试了复合材料的拉伸强度.研究表明,复合材料的Cu基体由致密而细小的晶粒组成;Ti6Al4V提高了纤维/基体界面结合强度,复合材料轴向抗拉强度高达500 MPa,界面脱粘主要发生在纤维表面的碳涂层与纤维之间.     

纤维增强金属基复合材料及应用

讨论了纤维增强金属基复合材料中制造工艺及纤维的种类，优缺点，并列举了一些碳纤维增强金属基复合材料的应用实例。     

CVD法SiC纤维的涂层研究

纤维表面涂层法是解决CVDSiC纤维增强复合材料界面问题的有效途径。从涂层选取原则、涂层分类和制备方法三方面对该技术进行了介绍,并对几种典型涂层进行了重点评述。最后,指出了目前该领域研究所存在的一些问题,也对今后的发展趋势进行了展望。     

高效热管理用金属基复合材料研究进展

从高导热复合构型、高导热复合界面及新型高导热纳米碳增强体3个方面,综述了热管理用铜基和铝基功能复合材料的研究进展,并对高导热金属基复合材料的未来发展方向进行了预测与展望.在材料组分相同的情况下,基于金属基体与导热增强体之间复合构型和复合界面的差异,制备的金属基复合材料的导热与热膨胀性能会发生显著变化.此外,由于纳米增强体与基体在形貌、尺寸及表面化学性质等方面的不相容性,在新型高导热金属基纳米复合材料的研发过程中,更需要兼顾高导热复合构型与复合界面的优化设计.可以预言,采用碳纳米管、石墨烯纳米片等新型纳米碳增强体,设计与制备具有微/纳米跨尺度分级复合构型的金属基复合材料将成为未来的研究热点.     

电化学浸渗法制备纤维/铜基复合材料

基于电化学浸渗技术(ECI)在室温下制备了连续铜纤维、碳纤维和玻璃纤维增强铜基复合材料。实验结果表明,在本实验工艺条件下可获得致密的纤维/Cu基复合材料,并具有优良的力学性能。复合材料的断口形貌及显微结构的SEM观察表明,纤维与铜基体之间的界面结合良好,纤维不受任何损伤。证实了ECI在室温下快速制备纤维增强金属基复合材料的可行性。     

SiC纤维表面涂层的制备及其作用研究进展EI

SiC纤维作为陶瓷基复合材料(CMC)的常见增强体之一,具有较低的密度、较高的拉伸强度以及优良的耐高温和耐氧化性能。在SiC纤维表面制备涂层,不仅可提升纤维本身的力学性能、耐高温性能、抗氧化性能以及电磁功能特性,而且还可有效改善纤维与基体界面的结合性能,提高复合材料的断裂韧性与力学性能。本文首先对SiC纤维表面涂层的制备方法进行了综述,阐述了刻蚀法、沉积法、化学气相渗透法以及先驱体转化法等方法的基本过程及相关研究进展,并对比了不同制备方法的优缺点,然后综述了涂层对SiC纤维及其增强的复合材料的影响,最后对SiC纤维上制备涂层的发展趋势进行了总结归纳,可以采用实验研究与计算仿真相结合的手段来模拟SiC纤维涂层的真实服役环境,并可以通过制备热障复合涂层来提高纤维在极端服役条件下的使用性能。     

SiC纤维表面涂层的制备及其作用研究进展EI北大核心

SiC纤维作为陶瓷基复合材料(CMC)的常见增强体之一,具有较低的密度、较高的拉伸强度以及优良的耐高温和耐氧化性能。在SiC纤维表面制备涂层,不仅可提升纤维本身的力学性能、耐高温性能、抗氧化性能以及电磁功能特性,而且还可有效改善纤维与基体界面的结合性能,提高复合材料的断裂韧性与力学性能。本文首先对SiC纤维表面涂层的制备方法进行了综述,阐述了刻蚀法、沉积法、化学气相渗透法以及先驱体转化法等方法的基本过程及相关研究进展,并对比了不同制备方法的优缺点,然后综述了涂层对SiC纤维及其增强的复合材料的影响,最后对SiC纤维上制备涂层的发展趋势进行了总结归纳,可以采用实验研究与计算仿真相结合的手段来模拟SiC纤维涂层的真实服役环境,并可以通过制备热障复合涂层来提高纤维在极端服役条件下的使用性能。     

CVD SiC纤维断口及表面微观形貌的研究

一、前言 近年来,多种陶瓷纤维相继被作为金属基复合材料的增强剂来研究,为了提高复合材料性能,解决陶瓷纤维和金属基体相容性问题,许多学者从不同角度致力于陶瓷纤维表面涂层工程的设计。作为铝(钛)基体增强剂CVD SiC纤维,由于它具有高强度、高模量和耐热抗氧化等优异性能而受到人们的瞩目,但由于CVD SiC纤维是由β-柱状晶粒(直径D=40nm—100nm)所组成,裸露在纤维表面的晶界最易与基体铝反应,致使纤维受到较严重损伤,降低复合材料性能。美国Textron公司对CVD SiC纤维表面的涂层沉积工艺进行精心设计,推出以SCS为系列的多品种碳化硅纤维,不同涂层适合于不同类型的金属基体的需要。本文借助扫描电镜高放大倍率对几种碳化硅(CVD)纤维的断口和纤维表面进行观察,清楚地显示出SCS—6纤维在沉积过程中不同层次结构的微观形貌,从而解释SCS—6纤维综合性能优异的机理;清楚地显示出裸露在无涂层碳化硅纤维(SiC(∑))表面亚晶界的微观形貌;本文观察的结果对纤维涂层工艺     

连续碳纤维增强陶瓷基复合材料的氧化行为和氧化防护研究

通过叙述C/C和C/SiC两种复合材料的氧化特点分析了碳纤维增强陶瓷基复合材料(CFRCMCs)的氧化行为,分别从纤维、基体、界面层及外表面4个方面综述了碳纤维改性、基体抗氧化技术、界面层抗氧化技术和表面涂层技术4种CFRCMCs的抗氧化技术,分析了4类抗氧化技术的原理和特点。     

SiC纤维表面涂层的制备及其作用研究进展

SiC纤维作为陶瓷基复合材料(CMC)的常见增强体之一，具有较低的密度、较高的拉伸强度以及优良的耐高温和耐氧化性能。在SiC纤维表面制备涂层，不仅可提升纤维本身的力学性能、耐高温性能、抗氧化性能以及电磁功能特性，而且还可有效改善纤维与基体界面的结合性能，提高复合材料的断裂韧性与力学性能。本文首先对SiC纤维表面涂层的制备方法进行了综述，阐述了刻蚀法、沉积法、化学气相渗透法以及先驱体转化法等方法的基本过程及相关研究进展，并对比了不同制备方法的优缺点，然后综述了涂层对SiC纤维及其增强的复合材料的影响，最后对SiC纤维上制备涂层的发展趋势进行了总结归纳，可以采用实验研究与计算仿真相结合的手段来模拟SiC纤维涂层的真实服役环境，并可以通过制备热障复合涂层来提高纤维在极端服役条件下的使用性能。     

金刚石颗粒增强金属基高导热复合材料的研究进展

随着我国电子技术的不断发展,对于电子封装材料的要求不断提高,作为新一代电子封装材料的金刚石颗粒增强金属基复合材料由于具备优异的热物理性能和良好的机械性能,受到了广泛的关注。就金刚石增强金属基复合材料的研究进程进行了总结,并列举了国内外研究者们在金刚石增强金属基复合材料方面所取得的进展。包括针对复合材料界面优化所采用的金属基体合金化、金刚石表面金属化以及先进制备技术的开发。并且总结了复合材料导热理论研究中所提出的理论和模型。最后,对于金刚石颗粒增强金属基高导热复合材料的进一步研究方向提出了展望。