位错对高体积分数SiCP/2024Al时效行为的影响

采用粒径为1μm的SiC颗粒,用挤压铸造法制备出体积分数为45 %的SiC_P/2024Al复合材料,研究了位错对高体积分数SiC_P/2024Al时效行为的影响。结果表明,复合材料中的高密度位错可以湮灭大量的淬火空位,这在一定程度上抑制了GP区的析出。但是,高密度位错的存在降低了其它析出相的热扩散激活能,促进了析出相形核;还能为原子的管道扩散提供通道,促进了溶质原子的扩散,加速析出相的长大,在宏观上表现为对时效行为的促进,使峰时效提前。高密度的位错为强烈依赖于位错等缺陷形核的θ'和S'相提供许多优先形核的场所,使复合材料中的形核密度增加,同时使析出相的尺寸减小,所以复合材料中的析出相呈现细小弥散的分布特点。      

挤压铸造法制备粉煤灰增强铝基复合材料及其磨损机理研究

通过挤压铸造法制备了不同含量粉煤灰增强铝基复合材料,其中粉煤灰的体积分数可达30%以上。采用SEM、金相显微镜对样品的结构与形貌进行了表征,研究了不同粉煤灰含量试样的摩擦磨损性能,并对其磨损机理进行了分析。实验结果表明,随着复合材料部分粉煤灰相对含量的增加,复合材料的摩擦磨损性能得到提高,在较低载荷作用下复合材料磨损机制主要为粘着磨损和磨粒磨损,较高载荷作用下主要呈现剥层磨损与磨粒磨损。     

颗粒增强铝基复合材料精密铸造技术

与其它铝基复合材料相比,颗粒增强铝基复合材料成本低,制备工艺简单,而且具有高的弹性模量、低的热膨胀系数、良好的导热性和耐磨性等优点。颗粒增强铸造铝基复合材料是其中重要的一类。它们和普通铸造铝合金一样可重熔铸造成形,得到各种尺寸和形态复杂的复合材料铸件。 经过10年的工作,研究课题在材料制备、精密铸造技术、高精度机械加工、表面处理等方面取得了一系列突破。课题主要开展了以下几方面的工作:     

挤压铸造法制备可变形SiCP/Al复合材料的组织与性能

通过在SiC颗粒预制块中加入铝粉的方法制备了颗粒含量可控的SiC颗粒预制块,并用挤压铸造法制备了可变形SiC_P/Al复合材料。通过对颗粒体积含量为25%的SiC_P/Al复合材料进行热挤压变形,研究了挤压变形的可行性及其对复合材料组织与性能的影响规律。实验结果表明,用本文中提出的新工艺制备的25vol%SiC_P/Al复合材料可以成功地进行挤压比为25∶1的热挤压变形,并且热挤压变形可以明显提高复合材料的强度、刚度和塑性。     

挤压铸造硼酸铝晶须增强Al基复合材料浸渗过程理论分析

本文作者采用挤压铸造法,制取了硼酸铝晶须增强Al基复合材料,并根据Laplace方程及多孔体的渗流物理基本原理,从多孔渗流动力学角度分析了挤压浸渗过程中金属液在多孔体中的流动,认为紊流才是其主要的表现形式。并较详细地分析了晶须长度对预制件孔结构及浸渗的影响。     

搅拌铸造法制造颗粒增强铝基复合材料的研究与发展

回顾了搅拌铸造法制造颗粒增强铝基复合材料的起源和发展，综述了搅拌铸造中各种问题的研究状况，指出了我国在搅拌工艺研究方面的不足。     

高体积分数铝碳化硅复合材料研究进展

阐述了高体积分数铝碳化硅复合材料的性能及影响因素,重点综述了各种制备方法的研究现状及其优缺点,阐述了目前存在的问题和下一步研究方向.     

颗粒类型对颗粒增强铝基复合材料性能的影响

本文对粉末冶金法制备的ＳｉＣ和ＴｉＣ颗粒增强铝基复合材料进行了研究。试验表明，在颗粒含量相同、尺寸相当的条件下，ＴｉＣ增强Ａｌ基复合材料的强度和模量均低于ＳｉＣ增强Ａｌ基复合材料，但其屈强比却明显高于ＳｉＣ增强Ａｌ基复合材料。高温长时间等温处理对ＴｉＣ颗粒增强纯Ａｌ复合材料的强度没有明显的影响。     

高体积分数SiC／Al复合材料中界面现象研究

利用ＸＲＤ及ＴＥＭ方法测定了真空气压渗流法制备的四种基体复合材料及其界面区域的相组成。     

SiC颗粒增强铝基复合材料制动盘的研究

采用半固态搅拌熔炼-液态模锻工艺制备了与Santana轿车前制动器相匹配的SiC颗粒增强铝基复合材料制动盘,对该制动盘进行了材料拉伸性能和微观结构分析,并在SCHENCK制动试验台上进行了制动性能和制动磨损试验。结果表明,复合材料的拉伸性能优于传统制动盘材料HT250铸铁;在各种制动工况条件下,复合材料制动盘对制动衬片的摩擦系数均在大众公司企业标准规定的范围之内,且较稳定;此外,复合材料制动盘质轻、耐磨,制动噪音小、温升低,运转平稳;因此,可望以其替代传统的铸铁制动盘,提高制动器的安全可靠性和服役寿命,减轻轿车悬挂系统的重量,降低油耗。      

纤维体积含量对C/7740复合材料性能的影响

本文研究了纤维体积含量(V_f)与碳纤维/7740玻璃的相对密度(Ds)抗弯强度(σ_b)和冲击韧性(ak)之间的关系。用泥浆浸渗法制带及热压成形技术制备试样。实验结果表明:材料的Ds随V_f的增加而降低;σ_b和ak值开始随V_f的增加而增大,在V_f为40%左右时出现极大值,之后随V_f增加而降低。对V_f为4096样品的σ_b分布规律进行了分析,表明:其σ_b服从韦布尔分布。所获材料的最高σ_b为370Mpa,ak值为31KJm-2。      

玻璃纤维－环氧树脂预浸料质量控制方法的研究

利用化学分析、红外光谱(IR)、热分析(DSC、TGA)、体积排斥色谱(SEC)等分析技术研究了S2高强玻璃纤维-环氧树脂预浸料在高温(45℃)储存条件下化学特性的变化规律,从而为选择预浸料的质量控制方法提供依据。     

玻璃纤维－环氧树脂预浸料质量控制方法的研究

利用化学分析、红外光谱(IR)、热分析(DSC、TGA)、体积排斥色谱(SEC)等分析技术研究了S2高强玻璃纤维-环氧树脂预浸料在高温(45℃)储存条件下化学特性的变化规律,从而为选择预浸料的质量控制方法提供依据。      

SiC晶须增强LD2铝复合材料的时效

本文利用显微硬度和透射电镜研究了SiC晶须增强LD2铝(SiCw/LD2)的时效。结果表明,在150℃和170℃下时效时,SiCw/LD2复合材料及LD2合金的析出相为G.P.区。SiCw/LD2复合材料的时效过程比LD2合金略有提前。     

轻微界面反应对SiCP/6061Al复合材料弹性模量的影响

本文首次提出控制压铸SiC_P/6061Al 复合材料中轻微界面反应的方法, 并就反应的机理及其对材料弹性模量的影响规律和机制进行了研究。结果表明: 界面反应物为离散分布的小颗粒状MgAl₂O₄, 反应中氧的主要来源为原始态SiC 颗粒表面残留的SiO₂薄层; 该种反应物的存在有利于材料弹性模量的提高。      

Zr变质SiCP/ZA27复合材料在部分重熔过程中的组织演变

用扫描电镜(SEM)背散射成像技术对Zr变质SiC_P/ZA27复合材料在部分重熔过程中的组织演变进行了研究,并与未变质复合材料及基体合金作了对比。结果表明:经0.2 wt% Zr变质的SiC_P/ZA27复合材料在460℃加热过程中(0min~30min),其基体组织依次经历了晶臂的快速合并,晶粒的长大,晶界区域的熔化、组织分离,最后经球状化形成触变成形所需的粒径较为均匀、细小、圆整的半固态浆料,在随后的保温过程中(30 min~80 min)未发现明显的粗化现象;未变质复合材料则形成相互连接的不规则组织,即使经长时间的保温(80 min),也未全部球状化;基体合金组织的分离快于变质复合材料,但在保温中的晶粒粗化却较为严重。加热初期晶粒的快速粗化是由共晶组织向晶内的迅速扩散引起的。本文作者从相变角度分析了组织的演变过程。     

SiCP/ Ni 纳米复合材料的超塑性

研究了SiC_P / Ni 纳米复合材料的超塑性。SiC_P / Ni 采用脉冲电沉积方法获得。拉伸实验温度为410 ℃和450 ℃, 应变速率范围为8.3 ×10 -4～ 5 ×10 -2 s -1 。温度为450 ℃、应变速率为1.67 ×10 -2 s-1时, 获得的最大延伸率为836 %。采用SEM、TEM 分析了沉积态材料的表面形貌、断口形貌及变形后的组织, 并对变形机理进行了探讨。通过SiC 颗粒稳定基体组织有利于实现材料的超塑性, 低空洞体积分数有助于获得大延伸率。晶粒长大到微米尺度时, 变形机制主要是位错协调的晶界滑移和位错滑移塑性。