工艺因素对C_((f))/HA-PMMA生物复合材料弯曲性能的影响

采用原位合成与溶液共混相结合的方法,制备了短切碳纤维(C_((f)))增强纳米羟基磷灰石(HA)-聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)生物复合材料.分别研究了丙烯腈基短切碳纤维含量、引发剂(过氧化苯甲酰,BPO)用量和HA的质量分数对复合材料弯曲强度和弯曲模量的影响.采用万能材料试验机和扫描电子显微镜对复合材料的弯曲性能及断面的微观形貌进行了测试和表征.结果表明,在一定质量分数范围内,分别增加碳纤维含量、BPO用量或HA的含量,复合材料的弯曲强度和模量均呈现先增大后减小的趋势.当C_((f))含量为4%、BPO用量为1.6%和HA质量分数为8%时,复合材料的抗弯曲强度和模量达到最大值,分别为130 MPa和4.47 GPa.     

(TiB_w+TiC_p)/Ti复合材料的高温拉伸力学行为与失效机理

采用真空感应熔炼技术制备不同体积分数(TiB_w+TiC_p)/Ti复合材料,研究该系列复合材料在600~750℃高温拉伸力学行为。结果表明:(TiB_w+TiC_p)含量由0增加到7.5%(体积分数)时,(TiB_w+TiC_p)/Ti复合材料基体初始β晶粒和α片层得到显著细化;TiB_w及TiC_p的原位生成显著提高了基体合金的抗拉强度,并随(TiB_w+TiC_p)体积分数的增大而增大;随着拉伸温度升高,(TiB_w+TiC_p)/Ti复合材料抗拉强度降低而塑性增加,TiB_w及TiC_p对基体的强化作用主要源于细晶强化、载荷传递强化;(TiB_w+TiC_p)/Ti复合材料在600~700℃的断裂机制为TiB_w和TiC_p的断裂在750℃为增强相与基体间界面脱粘。     

Al/FeCrAl双金属复合材料的制备及试验研究

采用固-液双金属复合铸造法对Al/FeCrAl进行复合,并通过此方法成功制备了Al/FeCrAl双金属复合材料。采用光学显微镜、扫描电镜、热处理试验和显微硬度计对材料界面组织和相组成进行了分析。结果表明:Al/FeCrAl双金属复合材料界面以冶金结合方式进行结合;热处理温度在500℃及以上时,Al元素向表面或者过渡层急速扩散并在过渡层产生氧化反应形成大量的Al_2O_3;复合材料显微硬度从喷涂层到基体层逐渐递减。     

旋转摩擦挤压加工CNTs/Al复合材料的线材组织和性能

采用旋转摩擦挤压加工方法制备体积分数分别为0、3.8%、4.5%和5.3%(体积分数)的碳纳米管增强铝基复合材料线材,进行复合材料线材显微组织观察和力学、电学性能分析。结果表明:经旋转摩擦挤压后,复合材料线材的晶粒较搅拌摩擦加工试样有所拉长和长大,但仍为超细晶结构;复合材料线材中的碳纳米管沿着挤压方向呈取向排列均匀分布于铝基体中。随着碳纳米管体积分数的增加,复合材料线材的显微硬度、抗拉强度以及电阻率均逐渐增加,且均高于同CNTs体积分数的搅拌摩擦加工块体复合材料试样,但塑性有所降低。     

增强相含量对原位(TiB+TiC)增强钛基复合材料组织与性能的影响

采用放电等离子烧结法制备了(TiC+TiB)/TC4复合材料，并研究了TiC和TiB增强相含量对钛基复合材料物相组成、微观结构和力学性能的影响。采用SPS温度为1 100℃原位合成制备出(TiC+TiB)/TC4复合材料，TiCp和TiBw呈准连续的网状结构分布在晶界处。样品按照TiC∶TiB为1∶1的比例来制备出增强相体积分数为x%(x=0、1、2.5、5、7.5)增强钛基复合材料。在增强相的体积分数为2.5%时复合材料的屈服强度、抗压强度最高，分别为1 264和1 803 MPa,工程应变由基体合金的30%增加至39.4%。     

等离子烧结AlCoCrFeNiTi_(0.5)/Al复合材料的组织和性能

采用放电等离子烧结制备了AlCoCrFeNiT_i(0.5)高熵合金颗粒含量(体积分数)分别为10%、20%、30%的AlCoCrFeNiTi_(0.5)/Al复合材料。研究了AlCoCrFeNiTi_(0.5)颗粒含量对铝基复合材料力学性能以及微观组织的影响。结果表明,增强体含量低于20%可以同时提高复合材料的室温强度和塑性。当增强体含量为20%时,相比于未增强的试样,抗拉强度和伸长率分别提高90.1%和52%,抗压强度提高76.2%,并仍保持塑性压缩特征。复合材料强度和塑性的提高是由于增强体和基体之间形成了稳定的界面。当增强体含量为30%时,复合材料塑性显著下降,这是由于过多的界面相导致基体损伤。     

热等静压成形FeCrAl不锈钢的组织及脆性分析

采用Thermo-Calc软件对两种铝含量的FeCrAl不锈钢母合金的近平衡态相构成进行了计算分析,采用光学显微镜、扫描电镜、能谱分析等方法对经雾化制粉和热等静压成形(HIP)制备的FeCrAl不锈钢的组织及力学性能进行了观察和研究。结果表明:试验钢基体相为BCC结构的α相,主要析出相MC碳化物的析出峰值温度约为700 ℃,其极限析出量(质量分数)约0.8%,主要沿铁素体α基体的晶界处呈链状分布析出,并易在三叉晶界等高能量区域粗化长大。滑移系少、质硬的六方结构MC碳化物析出是导致热等静压FeCrAl不锈钢室温冲击脆断的主要原因。800 ℃退火处理后水冷可以减少MC碳化物析出,改善HIP成形FeCrAl不锈钢的冲击性能。     

粉末法制备SiC纤维/钛基复合材料先驱丝用粘结剂的研究

进行了粉末法SiC(f)/钛基复合材料先驱丝用粘结剂的研究.聚甲基丙烯酸甲酯热分解温度低(＜350℃),经真空除气处理后,残余物少,引入体系的杂质量＜0.02%(质量分数),复合材料中基体与纤维结合良好.研究结果表明,聚甲基丙烯酸甲酯是制备SiC(f)/钛基复合材料先驱丝良好的粘结剂.     

稀土镧对FeCrAl不锈钢高温力学性能的影响

探究稀土镧对FeCrAl不锈钢高温力学性能的影响。采用gleeble3500热应力/应变模拟机对添加0.052%La元素和不添加La元素FeCrAl不锈钢进行高温力学性能测试,运用金相显微镜和扫描电镜对试样拉伸后断口组织和形貌进行观察分析。结果表明:添加稀土镧可以提高FeCrAl不锈钢高温抗拉强度,并且消除FeCrAl不锈钢高温第三脆性区。分析断口形貌发现,高塑性区温度下的试样断口有明显韧窝,韧窝附近有较大塑性变形,断裂方式主要为穿晶断裂;低塑性区温度下的试样断口出现解理断裂,韧窝较浅,断裂方式主要为沿晶断裂。     

喷射成形(SiCp+β-LiAlSiO4)/6092Al基复合材料的界面结构及性能(英文)

采用喷射成形技术和模锻工艺成功制备45%SiC_p/6092Al、5%β-LiAlSiO₄/6092Al和(45%SiC_p+5%β-LiAlSiO₄(Euc))/6092Al(质量分数)基复合材料。利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)对复合材料试样的显微组织、界面结构及物相成分进行分析，采用热膨胀仪和电子万能试验机分别对复合材料试样的热膨胀性能、弯曲强度和模量进行测试。结果表明：(45%SiC_p+5%Euc)/6092Al基复合材料中碳化硅颗粒和Euc颗粒在6092Al基体中分布均匀，并与铝基体形成强力结合界面，SiC_p/Al和Euc/Al界面平直清晰，没有发现界面反应。复合材料试样经固溶人工时效后，在303～473 K温度范围内，(45%SiC_p+5%Euc)/6092Al基复合材料试样的线膨胀系数为14.68×10^-6 K^-1，弯曲强度和模...     

C_((f))/HA-CS复合骨折内固定生物材料在体液中的吸湿膨胀研究

以羟基磷灰石-壳聚糖(HA-CS)为基体,碳纤维(C_((f)))为增强相,采用原位杂化法制备短切碳纤维增强HA-CS基生物复合材料.对所制备的可吸收C_((f))/HA-CS复合骨折内固定材料的吸湿膨胀及生物活性进行评价.研究羟基磷灰石含量对复合材料吸水性的影响以及复合材料在模拟体液中浸泡不同时间后的质量变化和表面羟基磷灰石的微晶仿生生长情况.采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对模拟体液浸泡后材料的结构和形貌进行表征.结果表明:复合材料中羟基磷灰石的含量与吸水率成反比,通过控制HA的含量可以控制复合材料的膨胀度;复合材料在模拟体液浸泡的过程中,随着浸泡时间的延长,复合材料的质量呈现先减少后增加的变化规律,复合材料具有很好的生物活性,能诱导羟基磷灰石微晶的沉积.     

G(f)/HA-CS复合材料的制备及性能研究

以羟基磷灰石-壳聚糖(HA-CS)为基体,玻璃纤维G(f)为增强相,采用原位杂化法制备短玻璃纤维增强HA-CS基生物复合材料.研究交联剂、羟基磷灰石含量和玻璃纤维含量对复合材料性能的影响.采用红外吸收光谱、扫描电子显微镜和万能材料试验机对材料的结构和性能进行表征.结果表明:原位杂化法能制备性能较好的复合材料;用戊二醛交联改性复合材料可以明显增加其韧性和弯曲强度,使复合材料抗弯曲强度提高16%;当CS/HA=10/1(质量比)和玻璃纤维含量为1.5%时复合材料抗折强度达到极大值84.47 MPa;随玻璃纤维含量的增加,复合材料的断裂面由平整向多层断裂变化,材料的韧性有所提高.     

热电厂用高速电弧喷涂FeCrAl/WC涂层的性能研究

利用高速电弧喷涂技术将自行研制的FeCrAl/WC粉芯丝材制备出FeCrAl/WC复合涂层。采用EDS谱、XRD谱和成分分析系统测到FeCrAl/WC涂层的组成为84％FeCr 16％(WC、W2C、少量(FeCr)2O3和Al2O3)。通过对涂层的显微组织和力学性能的研究，得出FeCrAl/WC复合涂层的组织呈现出典型的层状结构特征；涂层综合力学性能优异，具有较高结合强度、高致密度、较佳的耐热震性能等特点。结果表明，该涂层在所测的力学性能方面能适用于热电厂燃煤锅炉管道的服役条件，能够满足实际工况应用的需要。     

Influence of FeCrAl Content on Microstructure and Bonding Strength of Plasma-Sprayed FeCrAl/Al<Subscript>2</Subscript>O<Subscript>3</Subscript> Coatings

Low-power plasma-sprayed FeCrAl/Al₂O₃ composite coatings with 1.5 mm thickness have been fabricated for radar absorption applications. The effects of FeCrAl content on the coating properties were studied. The FeCrAl presents in the form of a few thin lamellae and numerous particles, demonstrating relatively even distribution in all the coatings. Results show that the micro-hardness and porosity decrease with the increase in FeCrAl content. With FeCrAl content increasing from 28 to 47 wt.%, the bonding strength of the coatings with 1.5 mm thickness increases from 10.5 to 27 MPa, and the failure modes are composed of cohesive and adhesive failure, which are ascribed to the coating microstructure and the residual stress, respectively.     

电化学脱合金法在FeCrAl纤维毡表面制备纳米自组装结构

为了改善纤维毡对催化剂的粘结强度,降低催化剂中活性组元的用量,采用电化学脱合金法在FeCrAl纤维毡表面制备了连续均匀的纳米多孔结构膜.利用EG&G PAR M273恒电位仪测量动态电势极化曲线和阳极极化曲线,研究了纳米多孔结构的形成机理.结果表明:纳米多孔结构膜形成的临界电压为1.2 V.在此条件下,Al元素和Cr元素被选择溶解,Fe被氧化成纳米结构膜.     

强流脉冲电子束表面改性FeCrAl涂层的显微组织及耐高温腐蚀性能研究

目的改善FeCrAl涂层表面组织,提高其耐高温盐溶液腐蚀性能。方法用电弧喷涂方法在45碳钢表面制备FeCrAl(Cr 25.5%,Al 5.5%,Fe余量)涂层。用强流脉冲电子束(HCPEB)对FeCrAl涂层进行表面改性处理,工作参数为:脉冲宽度200μs,能量密度分别为20、25、30、40 J/cm^2。处理脉冲次数均为1次。通过金相显微镜和扫描电子显微镜对改性层形貌进行分析,通过电子探针方法测量改性前后涂层中Fe、Cr、Al和O元素的分布变化,利用X射线衍射分析对比改性层的相成分组成。在温度650℃下,以Na2SO4+K2SO4饱和盐溶液为腐蚀介质,测试FeCrAl涂层的高温腐蚀性能,并对腐蚀表面形貌进行分析。结果HCPEB处理FeCrAl涂层发生表层重熔,原始粗糙疏松的涂层组织变得光滑致密,表面出现分离的球冠状凸起,凸起内部由排列紧密的Fe-Cr柱状晶组成,Al元素向凸起结构的表面和周围凹陷处聚集。随HCPEB处理能量密度增大,凸起结构尺寸增加,涂层表面的Fe2O3相消失,α-Al2O3相含量增多。经120h高温腐蚀后,原始涂层腐蚀增重63.8 mg/cm^2,HCPEB能量密度20 J/cm^2处理的样品腐蚀增重51 mg/cm^2。结论使用HCPEB在脉冲宽度200μs和能量密度20 J/cm^2下处理FeCrAl涂层后,其高温腐蚀增重较原始涂层减少20%,而使用过高的HCPEB能量密度处理会导致FeCrAl涂层表面结构和耐高温腐蚀性能变差。     

基体合金对连续Al2O3f/Al复合材料微观组织及拉伸强度的影响

选用Nextel610型Al2O3纤维作为增强体,采用真空气压浸渗法制备了纤维体积分数40%、基体合金分别为1A99、ZL210A、ZL301及7075合金的单向连续Al2O3f/Al复合材料,并用NaOH溶液萃取出Al2O3纤维,研究了基体合金对连续Al2O3f/Al复合材料的致密度、纤维损伤及拉伸强度的影响。结果表明：基体合金对连续Al2O3f/Al复合材料的致密度和微观组织有明显影响,其中连续Al2O3f/ZL301复合材料致密度最高为99.2%,组织缺陷最少;连续Al2O3f/1A99复合材料致密度最低为96.8%,这种差异是由于不同基体与纤维之间润湿性不同导致的。不同基体与纤维发生了不同程度的界面反应,最后表现为对纤维的损伤程度不同。连续Al2O3f/1A99、Al2O3f/ZL210A、Al2O3f/ZL301及Al2O3f/7075四种复合材料的拉伸强度分别为465MPa、479MPa、680MPa和389MPa,缺陷、纤维损伤和界面结合强度是影响连续Al2O3f/Al复合材料强度的主要因素。     

An experimental bone defect healing with hydroxyapatite coating plasma sprayed on carbon/carbon composite implants

Hydroxyapatite coatings with proper thickness were coated on fusion-cage-like carbon fiber reinforced carbon composite implants for bone tissue reconstruction by the plasma spraying technique. Autogenously bone filled fusion-cage-like implants were grafted in hybrid goats' tibia for 328 days. By means of X-ray photography, histological observation and scanning electron microscopy, the biological behaviors of the coating were compared with the pure carbon fiber reinforced carbon composites and the bone defect healing effect of the implants was evaluated. The results indicated that hydroxyapatite coating has more obvious osteoconductive effect than the pure carbon fiber reinforced carbon composites with surface bioinert. The calcium and phosphorus ions leached from HA provide a suitable biological mineralization environment that accelerates the metabolism of bone, the osteoblast differentiation and collagen synthesis. The coating can significantly speed up the bone defect healing process and improve the surface bioactivity of carbon fiber reinforced carbon composites.     

Effects of precoating and calcination on microstructure of 3D silica fiber reinforced silicon nitride based composites

1 Introduction Continuous fiber reinforced ceramic matrix composites, such as C/SiC, C/Si-C-N, C/Si-O-C and SiC/SiC systems[1?5], have received considerable attention because of their excellent thermal stability, light mass and high toughness, etc. Among…