TiB2-Cu复合材料燃烧合成与二次致密化行为

采用燃烧合成技术制备了相对密度为90%左右的TiB₂-40Cu金属-陶瓷复合材料,为了进一步提高复合材料的力学性能,研究了TiB₂-40Cu金属-陶瓷高温压缩弹塑性变形行为,证明了高陶瓷体积分数下金属陶瓷在高温环境下具有一定的塑性行为。分别在1050℃、1090℃、1150℃对复合材料进行二次热压烧结,详细研究了工艺参数对TiB₂-40Cu复合材料二次热压变形、组织特征及力学性能的影响。结果表明:经过二次热压后,材料的相对密度和弯曲强度有了较大幅度的提高,在1090℃时,材料的相对密度达到了96%,弯曲强度达到605.5MPa。并从宏观和微观上分析了致密化机理,认为致密化过程是多种机制共同作用的结果。      

低浓度Cu-0.5%Nb纳米弥散强化铜合金退火行为的研究

为了获得具有高强、高导及良好抗高温软化性能的铜合金,用机械合金化法制备了Cu-0.5%Nb纳米弥散强化铜合金.采用力学、电学性能测量、金相、透射电镜观察对该合金退火行为进行了研究.研究表明:随着退火温度的升高,合金硬度呈下降趋势,在900 ℃以下退火以回复过程为主.该合金相对电导率随退火温度升高而升高,400 ℃时达到峰值89%IACS;随后不断降低,到800℃时由于Nb的回溶量增加,其降低速率开始加快.TEM观察表明,该合金冷轧态位错密度很高,随退火温度升高不断降低.纳米Nb粒子可强烈阻碍晶界和位错运动,900 ℃退火后基体仍以亚晶组织为主,合金抗高温软化性能较好.     

Al_2O_3/Cu复合材料的高温变形行为

采用Gleeble-1500热模拟试验机和透射电子显微镜研究了变形温度为300~900℃,应变速率为0.01~10s-1条件下Al_2O_3/Cu复合材料的高温流变行为和组织演变规律,并利用Arrhenius关系和Zener-Hollomn参数构建了合金的峰值屈服应力、变形温度和应变速率三者之间的本构方程。结果表明:Al_2O_3/Cu复合材料的流变应力-应变曲线为典型的动态再结晶类型,其曲线由加工硬化、动态软化和稳定流变3个阶段组成,当变形温度一定时,流变应力随应变速率的增大而增大,而当应变速率固定时,流变应力随变形温度的升高而减小;求解得到复合材料的结构因子lnA为15.2391,应力水平参数a为0.020788mm~2/N,应力指数n为5.933035,变形激活能Q为2.1697×10~5kJ/mol;随着变形温度的升高,基体内位错密度逐渐下降,并呈现出明显的再结晶特征,而当固定变形温度时,随着应变速率的增大,基体内位错密度呈先增大后下降趋势。基于微观组织演变和热加工图,Al_2O_3/Cu复合材料的最佳热加工参数范围为热加工温度500~850℃、应变速率低于0.1s-1。     

液-固两相区压缩变形速率对SiCw/6061Al复合材料组织和性能的影响

研究了液固两相区压缩变形对ＳｉＣｗ／６０６１Ａｌ复合材料组织和性能的影响。结果表明,压缩变形速率对变表后复合材料中晶须长径比、取向,复合材料组织的均匀性和界面结合状态均有不同程度的影响,进而又影响到复合材料的性能。通过分析复合材料高温大变形后的组织和性能确定了复合材料最佳压缩变形工艺。     

超音速激光沉积增材制造CNTs/Cu复合材料微观结构及力学性能研究

目的 研究超音速激光沉积增材制造CNTs/Cu复合材料的微观结构及力学性能。方法 对CNTs进行表面镀铜处理,提高它与Cu黏接相之间的润湿性,增强CNTs/Cu之间的界面结合,利用超音速激光沉积技术(Supersonic Laser Deposition,SLD)增材制备不同CNTs含量的CNTs/Cu复合材料,对比研究了CNTs含量和退火温度对CNTs/Cu复合材料微观结构及力学性能的影响规律,并采用能谱仪对拉伸断口微区进行元素分析测定。结果 SLD制备的CNTs/Cu复合材料具有优异的塑性变形能力,而强度较高的CNTs通过嵌入铜粉颗粒之间的缝隙提升了沉积质量。对复合材料微观组织进行表征发现组织无明显孔隙、致密性良好,且无烧蚀现象。CNTs的加入有效提高了CNTs/Cu复合材料的抗拉性能,并且随着CNTs含量的上升,CNTs/Cu复合材料的极限抗拉强度(Ultimate Tensile Strength,UTS)稳步上升;当CNTs质量分数为0.3%时,CNTs/Cu复合材料的UTS为36.33 MPa,是CNTs质量分数为0.05%时的1.35倍。随着退火温度的升高,CNTs/Cu复合材料的UTS表现为先增大后减小的趋势,在500 ℃时UTS达到最大值。结论 由于激光加热软化的效果与表面镀铜的包覆作用,CNTs能够均匀地分布在CNTs/Cu复合材料内部,同时明显增强复合材料内部颗粒的界面结合强度,后续的热处理有助于使材料从不稳定的机械结合逐步转换为冶金结合,显著提高复合材料的抗拉性能。     

Cu-Ni-Si-Ag合金冷变形及动态再结晶研究

研究了时效温度和时效时间对不同冷变形条件下Cu-2.0Ni-0.5Si-0.15Ag合金组织和性能的影响.在Gleeble-1500D热模拟试验机上,采用高温等温压缩试验,对Cu-2.0Ni-0.5Si-0.15Ag合金在高温压缩变形中的流变应力行为和组织变化进行了研究.结果表明:合金经900℃固溶,在经不同冷变形后时效,能获得较高的显微硬度与导电率,当变形量为80%,时效温度达到450℃时,其显微硬度达到220Hv,导电率达到41%IACS.热模拟实验中,应变速率和变形温度的变化强烈地影响合金流变应力的大小,流变应力随变形温度升高而降低,随应变速率提高而增大,材料显微组织强烈受到变形温度的影响.     

不同陶瓷颗粒增强Cu基复合材料的制备及导电性能

以纯铜为基体,以WC、AlN、TiN、MgB2等具有不同导电性能与密度的陶瓷颗粒为增强相,采用球磨-冷压-烧结工艺制备了WCp/Cu、AlNp/Cu、TiNp/Cu和MgB2p/Cu系列复合材料.研究了制备工艺的不同环节对铜基复合材料导电性能的影响,讨论了不同陶瓷颗粒增强铜基复合材料的导电性能.结果表明相同制备工艺及体积分数条件下,以具有不同导电性能与密度的陶瓷颗粒作为增强相的铜基复合材料的导电性能相近,球磨、冷压、烧结、复压及复烧等工艺环节对铜基复合材料导电性能有不同程度的影响,提高铜基复合材料的致密度为提高其导电性能的关键.     

颗粒种类及制备工艺对铜基材料性能影响

以纯铜为基体,以WC、AlN、TiN、MgB2等具有不同导电性能与密度的陶瓷颗粒为增强相,采用粉末冶金工艺制备了WCp/Cu、AlNp/Cu、TiNp/Cu和MgB2p/Cu系列复合材料.研究了不同增强颗粒、制备工艺的不同环节对铜基复合材料导电性能的影响.结果表明:相同制备工艺及体积分数条件下,以具有不同导电性能与密度的陶瓷颗粒作为增强相的铜基复合材料的导电性能相近,混粉、压制、烧结、复压及复烧等工艺环节对铜基复合材料导电性能有不同程度的影响,提高铜基复合材料的致密度为提高其导电性能的关键.     

脉冲FCVI制备炭/炭复合材料的微观结构及力学性能

采用脉冲强制流动热梯度化学气相渗透（IFCVI）法制备了毡基炭／炭复合材料。借助偏光显微镜及扫描电子显微镜观察了基体热解炭的微观组织结构及断口形貌特征；用弯曲实验测定了材料的力学性能。结果表明：采用脉冲FCVI，经1000℃～1250℃，100h致密化，2300℃热处理后，炭／炭复合材料的密度可达1．7g／cm^3，弯曲强度为125．4MPa，挠度为0．61mm。该工艺致密化速率快，所制备材料的密度分布均匀、力学性能好。研究表明，温度是影响材料组织结构的主要因素，高温条件下有利于粗糙层热解炭组织的生成，而低温有利于光滑层热解炭组织的生成，一般因沉积环境复杂多变，常得到混合型组织。     

冷变形对12Cr铁素体/马氏体钢回复与再结晶过程的影响

研究了一种新型高Cr低活性铁素体/马氏体(F/M)钢用作超临界水堆燃料包壳管用候选材料,研究冷变形对其铁素体和板条马氏体双相组织的回复、再结晶过程的影响.结果表明,不同冷变形量对板条马氏体再结晶的促进程度不同,10%冷变形后780℃高温退火只发生回复,回火马氏体板条发生合并与迁移;60%冷变形后780℃高温退火,回火马...     

烧结温度对WZV材料力学性能和显微结构的影响

为了开发一种新型刀具材料,以WC、ZrO2和VC为原料,利用热压烧结工艺,分别在1500、1550、1600℃和1650℃烧结温度下制备了4种相同成分的WC/ZrO2/VC(WZV)复合材料.分析了烧结温度与刀具材料相对密度、硬度、抗弯强度和断裂韧性之间的关系,研究了烧结温度对刀具材料力学性能和显微结构的影响,确定了该材料合理的烧结温度为1550℃.试验结果表明,ZrO2质量分数为10%的WZV复合粉末经过48 h的高能球磨,在1550℃、30 MPa的热压烧结条件下,可获得相对密度为99.2%,维氏硬度为17.6 GPa,抗弯强度为786 MPa,断裂韧性为11.51 MPa.m1/2的优异性能.此外,通过对材料显微结构和断裂方式的分析,发现烧结温度对材料的断裂方式具有重要影响.     

Pulse Electrocodeposited Ni–WC Composite Coating

In the present work, tungsten carbide (WC) particulate of average size 10 µm were electrocodeposited in the nickel metal matrix, to form metal matrix composite (MMC) coating over the EN8 steel substrate. The electrodeposition of Ni–WC particulate composite coating was carried out using the Watt's bath under the influence of varying current density and duty cycle. It was found that current density of 0.02 A/cm² was sufficient to start the codeposition kinetics. But, good quality of electrodeposition was obtained at a current density of 0.04 A/cm². The WC particulate entrapment and distribution of WC particles in Ni matrix according the variation in experimental parameters has been reported. The dense and compact microstructure was obtained at a current density of 0.04 A/cm² and duty cycle of 30%. Microhardness and corrosion resistance properties of composite coating were also evaluated and reported.     

WC在WC/钢复合材料中的溶解行为

本文研究了WC在WC/钢复合材料中的溶解行为。用电子探针及扫描电镜能谱分析进行相成分的定性和定量分析;用X射线衍射仪进行物相分析;用光学显微镜和透射电镜观察了复合材料的显微组织。结果表明,WC/钢复合材料在烧结和热处理过程中,WC与钢基体将发生相互溶解与沉淀析出作用。文中还讨论了由于WC的溶解引起钢基体的化学成分变化,及其对复合材料的热处理、组织结构及性能的影响。      

WC颗粒增强Fe基粉末冶金复合材料研究进展

介绍了WC颗粒增强Fe基粉末冶金复合材料,讨论了WC颗粒增强Fe基粉末冶金复合材料的WC含量、组织结构、制备工艺、WC颗粒形貌及强韧化机理,并指出研发一种短流程、低成本的高性能WC颗粒增强Fe基粉末冶金复合材料及其制备工艺是Fe基复合材料未来发展的趋势之一。     

纳米Al_2O_3强化铜基ODS 20的组织与性能

研究了铜基ODS的组织与性能。结果表明,采用内氧化方法生产的铜基ODS 20,在纯铜基体上原位生成弥散、10nm左右的-γAl2O3微粒。该材料导电率约90%IACS,比纯铜导电率约降低10%。加工状态的室温强度可达到610MPa,在1173K保温1.5h,硬度达到室温硬度的86%,表明软化温度高于1173 K。经1273K+1.5h退火,晶粒平均直径小于1μm,Al2O3微粒不发生熔解、聚集、长大等现象。     

纳米WC增强选区激光熔化AlSi10Mg显微组织与力学性能EI北大核心CSCD

为了进一步增强选区激光熔化(SLM)成型AlSi10Mg合金的性能,采用物理混合方法混合纳米WC与AlSi10Mg得到WC质量分数为0.1%的WC/AlSi10Mg复合材料,利用选区激光熔化成型机制备试样块。通过对比同种工艺制备的AlSi10Mg试样,探究纳米WC对其微观组织形成、演变规律及其组织对力学性能的影响。结果显示,WC/AlSi10Mg粉末球形度好,粒度分布集中在20~60μm。WC/AlSi10Mg试样致密度达到99%以上,硬度约为158.89HV,相比AlSi10Mg试样增加了14.58%。WC/AlSi10Mg试样组织生长均匀、致密,有明显的熔池线。晶粒内部为α-Al基体,边界为夹杂着WC的共晶Si相。WC/AlSi10Mg试样屈服强度达到337.75 MPa,抗拉强度高达514.00 MPa,伸长率为3.78%,相比同种工艺AlSi10Mg试样分别增加了4.73%,6.25%和35.97%。因此,SLM成型WC/AlSi10Mg纳米复合材料零件相比AlSi10Mg零件具有更好的应用前景。     

高能球磨制备碳化钨过程中的结构转变

高能球磨W粉和石墨粉的混合物，并对球磨产物进行退火处理。球磨4小时后在1173K退火，就得到WC和W2C；球磨28h后退火，得到了安全的h.c.p.WC。对球磨过程的分析发现W50C50混合粉末先形成固溶体，随后产生非晶化转变。在此实验条件下，球磨直接产物中没有检测到WC。另外，球磨时间和退火温度影响了相的组成与结构。     

Influence of the P/M process on the microstructure and properties of WC reinforced copper matrix composite

The influence of powder metallurgy pressing procedure on 9%WC reinforced copper matrix composite was investigated, and the fracture surfaces of the composite in different states of process were observed by scanning electron microscope. The mechanism of fracture of the composite was analyzed. The results show that the pressing process apparently influences the properties and microstructure of the composite. The properties improved with processing sequence progression and the microstructure in terms of the distribution of WC particles in the composite became more uniform. The pressing process can improve the bonding at the interface between copper and WC particles and increases the critical stress for crack extension.     

多孔Ni-WC复合电极的制备及其在酸性溶液中的电催化析氢性能

目前,关于多孔Ni-WC电极的电催化析氢(HER)性能的报道较少。以多孔海绵镍为基体,采用复合电沉积制备多孔Ni-(WC)x复合电极。运用扫描电镜(SEM)和X射仪线衍射仪(XRD)表征电极的表面形貌和微观结构,通过阴极极化、电化学阻抗(EIS)、循环伏安、计时电流法研究多孔Ni-(WC)x电极在0.5 mol/L H2SO4溶液中的电催化析氢性能。结果表明:与多孔基体Ni电极相比,多孔Ni-(WC)x电极具有较低的析氢过电位、较低的电化学反应阻抗、较小的表观活化能以及较大的交换电流密度;随着镀液中WC浓度的升高,所制备的多孔Ni-(WC)x电极的电催化析氢活性增强,其中Ni-(WC)40电极的表观交换电流密度是多孔Ni基体电极的966.7倍,其表观活化能为5.95 kJ/mol,并具有较好的耐蚀性和析氢稳定性。     

WCCo/cBN composites produced by pulse plasma sintering method

WCCo/cBN composites have been considered as a next-generation material for use in cutting-tool edges, being characterized by an optimal combination of hardness and toughness. They can be used instead of WCCo/diamond composites in machining of iron-based materials. The major challenge in sintering these composites is to produce a well-bonded interface between the WCCo matrix and cBN particles. In this study, WCCo/cBN composites were fabricated by the pulse plasma sintering technique. The aim of this work is to obtain sintered parts with density near the theoretical value and with very good contact between the cBN particles and WCCo matrix. cBN/cemented carbide containing 30 vol.% of cBN particles was produced using a mixture of 6 and 12 wt.% Co-added WC powder, with WC grain size of 0.4 μm and cBN powder with grain size ranging from 4 to 40 μm. Scanning electron microscopy (SEM) observations of the microstructure and diffraction phase examinations did not show the presence of hBN phase. The specific heating conditions used to consolidate the material using high-current pulses hamper the transformation of cBN into hBN and ensure a strong bond between the cBN particles and the cemented carbide matrix. Fractures through the WCCo/cBN composite showed that only few cBN particles were torn out from the cemented carbide matrix, with most of them having been cleaved along the fracture plane. This provides evidence that the bond at the WCCo/cBN interface is mechanically strong. Composites sintered at temperature of 1,200 °C under pressure of 100 MPa for 5 min had density near the theoretical value. Increase of the sintering temperature to 1,200 °C resulted in an increase of the hardness to 2,330 HK1 for the WC6Co/cBN(1/3) composite and to 2,160 HK1 for the WC6Co/cBN(37/44) composite.