浸渗工艺对SiC/Al复合材料残余气孔率的影响

采用无压浸渗法制备了SiC／Al复合材料，从浸渗动力学和工艺方法的角度探讨了浸渗保温时间和降温方式对复合材料的残余气孔率的影响。结果表明：随着保温时间的适当延长，能有效地降低复合材料的残余气孔率;连续降温优于分段降温，有利于降低SiC／Al复合材料的残余气孔率。     

造孔剂含量对无压浸渗法制备SiC/Al复合材料性能的影响

采用无压浸渗法制备了SiC/Al复合材料,研究了造孔剂含量对SiC/Al复合材料性能的影响。实验结果表明:不同含量的造孔剂对残余气孔率的影响不同,随着造孔剂加入量的增加,残余气孔率先减小后增大,但试样抗弯强度呈先增加后减小。在SiC/Al复合材料中加入质量分数为20%的造孔剂时,SiC/Al复合材料的抗弯强度出现最大值,其残余气孔率达到最小值0.9%左右。     

SiC/Al复合材料嵌入SiO2的界面与力学性能

采用气压浸渗法实现了SiC/Al和SiO2构件的原位连接,SiC/Al复合材料组织浸渗致密,SiC颗粒的分布较均匀.该复合材料的主要断裂机制为基体和颗粒的混合断裂.SiC/Al和SiO2构件在界面处发生了反应,主要生成了Al2O3和Si.SiC/Al/SiO2的抗弯强度随保温时间的增加而增加,10 min为最佳的保温时间.     

无压浸渗法制备SiCp/Al复合材料的性能

采用无压浸渗法制备了SiCp/Al复合材料,自氧化法处理的预制型的抗压强度大幅提高,同时降低了该复合材料的残余孔隙率;基体合金中的Mg含量对复合材料的残余孔隙率有较大影响,进而影响了其抗压强度.实验结果表明,采用不同粒径的SiC颗粒配比及自氧化法处理的孔隙率为40％的SiC预制型,无压浸渗Al-11 wt％Si-6wt％Mg所制备的SiCp/Al复合材料的抗压强度为367 MPa、热膨胀系数为9.2×10-6/℃.     

无压浸渗制备Al/SiCp陶瓷基复合材料研究

采用无压浸渗法,研究Mg、Si、浸渗时间时Al/SiCp陶瓷基复合材料制备及组织的影响.增加铝合金液的流动性,提高铝液同SiC之间的浸润性,防止有害ALC3界面形成,是保证复合材料科学制备的重要因素.研究结果表明,2h保温时间、10%Mg和15%Si铝合金液的实验参数制备的Al/SiCp复合材料浸渗充分,组织致密化程度高,是无压浸渗制备复合材料较好的参数.     

深冷保温时间对三维正交Cf/Al复合材料显微组织与力学性能的影响

采用真空气压浸渗法制备了纤维体积分数为50%的三维正交Cf/Al复合材料,主要研究了深冷保温时间对复合材料残余应力、致密度、组织及力学性能的影响,并分析了其影响机理。结果表明,深冷处理改善了三维正交Cf/Al复合材料的显微组织,提高了其致密度,且对三维正交Cf/Al复合材料的残余应力、力学性能有显著的影响。经过深冷处理后,三维正交Cf/Al复合材料的残余应力降低,且随深冷保温时间的增加,残余应力值不断降低。而且深冷处理显著提高了三维正交Cf/Al复合材料的抗拉强度和弹性模量,经36h深冷处理的三维正交Cf/Al复合材料的抗拉强度和弹性模量达到841.33 MPa、132.19GPa,较铸态下的738.85 MPa、105.80GPa分别提高了13.9%、24.9%。经过深冷处理后,显微组织的改善及残余应力的释放是三维正交Cf/Al复合材料力学性能提高的主要原因。     

SiC／Al基电子封装复合材料的无压浸渗法制备与热性能研究

用网格堆积法制备SiC多孔陶瓷,以此作为增强体,用无压浸渗工艺制备45%～65%体积分数的SiC/Al基电子封装复合材料,测定25～300 ℃热导率和热膨胀系数.实验结果表明,增强体经高温氧化处理后能显著的改善SiC/Al的浸润性能;提高浸渗温度和延长浸渗时间可以改善浸渍效果,浸渗温度在1 050 ℃,浸渗时间5 h浸渗效果最好;Mg是促进浸渗的有利因素,可有效改善铝在增强体内的渗透深度.该工艺制备的SiC/Al复合材料,热膨胀系数较经典模型计值低,热导率达189 W(m·K),可以较好的满足电子封袋材料的要求.     

气压浸渗法制备SiC/A356/FeNi50复合材料的界面反应和抗弯强度

采用气压浸渗法制备SiC/A356/FeNi50复合材料。SiC/A356/FeNi50的界面由FeNi50反应层、Al反应层和 Al 合金基体组成。(Fe,Ni)4(Al,Si)13和(Fe,Ni)2(Al,Si)5作为主要的界面反应产物分别存在于 FeNi50反应层和Al反应层中。讨论了不同浸渗温度和保温时间下的材料弯曲行为。结果表明：670°C时的抗弯强度是所有温度下的最好的,与Al合金的(223 MPa)接近,并达到了SiC/A356抗弯强度的46%。由于界面中脆性相的存在而导致抗弯强度的下降。合适的保温时间能使预制体温度更加均匀,减少空洞的形成,这对提高复合材料的抗弯强度具有重要意义。     

无压浸渗法制备SiC/Al复合材料的抗弯强度研究

通过无压浸渗法制备了SiC/Al复合材料,分析了颗粒大小、颗粒级配、淀粉含量等因素对复合材料抗弯强度的影响.结果表明:随着淀粉含量增加和SiC颗粒尺寸的减小,浸渗后形成的复合材料抗弯强度增大.通过颗粒级配方法制备的SiC/Al复合材料的抗弯强度比大颗粒的强度高,比小颗粒的低.     

纤维预热温度对真空气压浸渗连续SiC_f/Al复合材料致密度和力学性能的影响

选用先驱体法制备的直径10~15μm束丝SiC纤维作为增强体材料,采用真空气压浸渗法制备了SiCf体积分数为40%的连续SiCf/Al复合材料,研究纤维预热温度对复合材料显微组织与力学性能的影响。结果表明:复合材料中原局部存在少量团聚的SiC纤维束随着纤维预热温度的提高,纤维团聚减少,分布更趋于均匀;而复合材料致密度和抗拉强度随纤维预热温度的升高先逐渐增加后缓慢降低;其中,在纤维预热温度为500℃、浸渗温度为730℃、浸渗压力为7 MPa和保压时间为5 min的浸渗工艺条件下所制备的连续SiCf/Al复合材料的致密度为97.24%,抗拉强度达到768.9 MPa。     

微波烧结工艺对Ti-Mg复合材料组织和性能的影响

为了确定制备Ti-Mg复合材料的最佳微波烧结工艺,采用微波烧结制备了Ti-15Mg复合材料。采用扫描电镜、差热分析、X射线衍射、光学显微镜、压缩试验以及耐腐蚀性测试等系统性地研究了烧结温度、保温时间对复合材料微观组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明,烧结温度为540~600 ℃,随着烧结温度的升高,复合材料的致密化程度提高,孔隙率降低,抗压强度增强,耐腐蚀性增强;烧结温度为600 ℃时,镁均匀地分布在钛基体中,复合材料的性能最佳,满足作为医用材料的性能要求;烧结温度继续升高则会导致复合材料中镁的大量挥发,孔隙率增加,复合材料的强度下降。微波烧结制备Ti-15Mg复合材料具有快速、稳定烧结的特点,因此保温时间对复合材料性能的影响不明显。     

孕镶钻头胎体对金刚石机械把持力的评价方法

传统的孕镶钻头胎体对金刚石的把持力来源于机械把持力。金刚石表面的残余压应力是评价胎体对金刚石机械把持力的重要指标。本文中,对现有的金刚石表面压应力计算方法进行比较和评价,发现经验公式、弹性力学方程表征公式的计算结果与实际值差别很大,公式形式不够合理,而基于弹塑性力学理论的力学计算公式与有限元数值模拟方法具有很好的有效性。对WC基金刚石复合材料烧结后的冷却过程分析发现,钻头胎体在烧结后的冷却过程中发生了塑性变形,金刚石颗粒周围形成塑性变形区域;塑性变形吸收了一部分能量,缓解了金刚石—胎体之间的热错配应力,释放了一部分金刚石表面的静压应力;冷却完成后,金刚石表面会产生残余压应力,而这种残余压应力是胎体对金刚石机械把持力的主要来源。      

Infiltration mechanism and factors influencing carbon/carbon–Zr–Ti–C composites prepared by liquid metal infiltration

The effects of fibre architecture, reaction temperature and holding time on the infiltration performance of carbon/carbon (C/C)–Zr–Ti–C composites prepared by liquid metal infiltration were investigated. The results indicated that samples with a chopped-web needled preform and low initial density had a high final density. Increasing the reaction temperatures resulted in a decrease of the final density of samples. Additionally, increasing the initial holding time appeared to obviously result in a high final density, but its effectiveness was not obvious in later observations. An analysis of the infiltration kinetics and mechanisms indicated that the diffusivity of carbon in the carbide, the open-pore sizes and their distribution in C/C composites were the essential characteristics that controlled the height of infiltrating melts.     

硅酸铝短纤维增强ZL108复合材料热处理组织

研究了热处理工艺对挤压铸造制备的硅酸铝短纤维增强ZL108合金复合材料组织的影响。试验结果表明,热处理能改善复合材料的显微组织。热处理保温时间适当延长可使得复合材料组织变得细小。另外,热处理温度与制备复合材料的冷却速度增大会导致复合材料热处理后新相组织的产生,这是由于冷却速度的增大导致共晶温度下降引起的。     

High-temperature thermal stability of C/C-ZrC-SiC composites via region labeling method

To investigate the thermal stability of ceramic-matrix composites, three kinds of C/C-ZrC-SiC composites with different Zr/Si molar ratios were synthesized by reactive melt infiltration. Employing region labeling method, the high-temperature thermal stability of the composites was systematically studied by changing the temperature and holding time of thermal treatment. Results show that the mass loss rate of low Si composites has a growth trend with increasing temperature, and a crystal transformation from β-SiC to α-SiC occurs in the composites. In the calibrated area, SiC phase experiences Ostwald ripening and volume change with location migration, while ZrC phase experiences a re-sintering process with diffusion. Moreover, it is found that increasing temperature has a more obvious effect on the thermal stability than extending holding time, which is mainly attributed to the faster diffusion rate of atoms.     

Effect of specific pressure on fabrication of 2D-Cf/Al composite by vacuum and pressure infiltration

Carbon fiber reinforced aluminum matrix (C_f/Al) composite has many excellent properties, and it has received more and more attention. Two-dimensional (2D) C_f/Al composites were fabricated by vacuum and pressure infiltration, which was an integrated technique and could provide high vacuum and high infiltration pressure. The effect of specific pressure on the infiltration quality of the obtained composites was comparatively evaluated through microstructure observation. The experimental results show that satisfied C_f/Al composites could be fabricated at the specific pressure of 75 MPa. In this case, the preform was infiltrated much more completely by aluminum alloy liquid, and the residual porosity was seldom found. It is found that the ultimate tensile strength of the obtained C_f/Al composite reached maximum at the specific pressure of 75 MPa, which was improved by 138.9% compared with that of matrix alloy.     

C／C坯体对RMI C／C—SiC复合材料组织的影响

以PAN基炭纤维（Cf）针刺整体毡为预制体，用化学气相渗透（CVI）、浸渍炭化（IC）方法制备了不同炭纤维增强炭基体的多孔C／C坯体，采用反应熔渗（RMI）法制备C／C—SiC复合材料，研究了渗Si前后坯体的密度和组织结构。结果表明：不同C／C坯体反应溶渗硅后复合材料的物相组成为SiC相、C相及单质Si相；密度低的坯体熔融渗硅后密度增加较多；密度的增加与开口孔隙度并不是单调增加的关系，IC处理的坯体开口孔隙度低，但渗硅后复合材料的密度增加较多；IC坯体中分布分散的树脂C易与熔渗Si反应，CVI坯体中的热解C仅表层与熔渗Si反应，在Cf和SiC之间有热解C存在；坯体密度相同时，IC处理的坯体中SiC量较多，单质Si相含量少且分散较好，而CVI坯体中SiC量较少，单质Si相的量较多；制备方法相同时，高密度的C／C坯体，渗硅后C相较多。