热处理及致密度对高体积分数SiC_p/Al复合材料性能的影响

研究了致密度及不同热处理状态对SiCp/Al复合材料的抗弯强度和热膨胀系数的影响。结果表明,致密度对材料的抗弯强度的影响很大,当致密度为94%和98.5%时,强度分别为321及389MPa,相差约70MPa。热处理对复合材料的抗弯强度及热膨胀系数有较大的影响,T6态时的强度达到410MPa,但热膨胀系数减小;而原始态、时效态和退火态的抗弯强度依次降低,热膨胀系数依次升高(在400℃以下)。     

热处理及致密度对高体积分数SiCp/Al复合材料性能的影响

研究了致密度及不同热处理状态对SiCp／A1复合材料的抗弯强度和热膨胀系数的影响。结果表明，致密度对材料的抗弯强度的影响很大，当致密度为94％N98，5％时，强度分别为321及389MPa，相差约70MPa。热处理对复合材料的抗弯强度及热膨胀系数有较大的影响，T6态时的强度达到410MPa，但热膨胀系数减小：而原始态、时效态和退火态的抗弯强度依次降低，热膨胀系数依次升高（在400℃以下）。     

粒度组合对SiC_p/Al复合材料组织与性能的影响

采用粉末触变成形法制备了SiCp体积分数为50%的SiCp/Al复合材料,研究了不同SiCp粒度组合对复合材料组织、性能的影响。结果表明,不同粒度组合的复合材料中SiCp分布均匀,无明显偏聚现象,组织致密,致密度达到95%以上;采用多粒径组合能明显提高复合材料的致密度和抗弯强度,断口以脆性断裂为主;SiCp/Al复合材料抗弯强度在270~382 MPa之间,室温时热导率为111~146 W·m-1·℃-1,室温至200℃时平均热膨胀系数小于6×10-6℃-1。     

SiCp／A356复合材料基片的近净成形工艺及性能

采用SiCp预制坯成形及无压浸渗法相结合的工艺,实现了SiCp/A356复合材料基片的近净成形.研究了SiCp预制坯烧结后的连接机理,以及浸渗温度及浸渗时间对复合材料相对密度的影响,并对SiCp/A356复合材料基片的性能做了测试.结果表明,SiCp烧结后表层生成的SiO2对SiCp多孔陶瓷预制坯起连接作用;基片材料的相对密度随着浸渗温度及浸渗时间的增加而提高;在50～200 ℃温度范围内,基片材料热膨胀系数变化范围为(11.15～12.46)×10-6 K-1,热导率为110.001～94.282 W·m-1·K-1;常温抗弯强度为210.8 Mpa.     

硬质合金注射成形注射参数的优化

采用正交实验设计的方法 ,系统的研究了注射压力、注射温度、注射速度、模具温度及其交互作用对注射成形生坯质量的影响 ,通过直观分析和方差分析 ,评价了各参数影响生坯质量的显著程度 ,优化了注射成形参数。结果表明 :注射温度、注射压力及注射温度与模具温度的交互作用对生坯强度影响显著 ,注射温度和注射压力对生坯密度影响显著 ;注射压力增加 ,生坯密度和抗弯强度都增高 ;注射温度增高 ,生坯密度降低 ,注射温度在 165℃～ 170℃之间时 ,成形坯抗弯强度变化不大 ,175℃时明显下降 ;模具温度和注射速度分别为 3 0℃和 60 %时 ,生坯密度、抗弯强度达到最高值 ;尺寸为 6mm× 6mm× 42mm矩形生坯的最佳注射参数为 :注射压力 14 4MPa ;注射温度165℃ ;注射速度 60 % ;模具温度 3 0℃。     

高体分比SiCp／Al复合材料的近净成形技术

高体积分数SiCp／Al复合材料具有优异的热物理性能,且密度较低,是非常理想的电子封装材料。但是由于其本身高的脆性和硬度,使得该材料很难通过二次机械加工成所需要的形状,严重制约了该材料的应用：采用粉末注射成形-无压熔渗工艺成功实现了高体积分数SiCp／Al复合材料的近净成形：采用该工艺所制备的复合材料的致密度高于99％,可实现热膨胀系数在（5—7）×10^-6K^-1范围内进行调节,材料的热导率高于185W／（m·K）,抗弯强度高于370MPa,气密性可达10^-11Pa·m^3·s^-1,各项指标均叮以满足电子封装对材料的性能要求,另外为了实现SiCp／Al复合材料与其他材料的封接,项目成功开发了一种Al—Si—Cu系焊料,封接后器件的各项性能指标尤其是气密性也均能满足使用要求。     

粒度组成对高体积分数SiC_p/Al复合材料性能的影响

采用凝胶注模法制备SiC预制件用于无压熔渗液态铝合金实现60～67 vol%SiCp/Al复合材料的近净成形制备,研究了碳化硅颗粒级配及热处理对复合材料力学和热学性能的影响.结果表明:不同粒度的SiC粉体在铝基体中分布均匀,无明显偏聚现象;采用较细的SiC颗粒级配和退火处理都能有效提高复合材料强度;粗颗粒级配能增大SiC在复合材料中的体积分数,有利于导热性能的提高和热膨胀系数的降低;SiCp/Al复合材料抗弯强度介于240～365 MPa,室温时热导率介于122～175 W·m-1·℃-1.之间,室温至250℃的平均线热膨胀系数小于7.5×10-6℃-1,满足电子封装的性能要求.     

SiCp/Al复合材料近净成形制备及性能

采用SiCp预制坯成形及铝液无压浸渗法相结合的工艺,实现了SiCp /Al复合材料的近净成形制备.研究了造孔剂含量对SiCp预制坯的孔隙率、尺寸变化及其复合材料相对密度的影响.测试了SiCp /Al复合材料的热物理性能.结果表明,当造孔剂含量大于12%时,随造孔剂含量增加,SiCp预制坯的孔隙率增加,SiCp /Al复合材料的热导率和热膨胀系数增大明显.造孔剂的挥发气体的膨胀力导致SiCp预制坯尺寸变化.当造孔剂含量为18%时,SiCp /Al复合材料相对密度最大.     

复杂形状SiCp/Al复合材料零件的制备与性能

采用粉末注射成形制备SiC预成形坯和铝合金无压熔渗相结合的技术,成功制备出高体积分数且形状复杂的SiCp/Al复合材料零件.研究了烧结工艺对SiC预成形坯开孔率和强度的影响规律,并对所制备的复合材料的热物理性能进行了评价.结果表明:经1 100℃真空烧结8 h的SiC预成形坯开孔率可以达到99.6%,抗压强度为0.57 MPa所制备的57%SiCp/Al复合材料相对密度为98.7%,热膨胀系数为7.5×10-6℃-1,与GaAs、BeO的接近,热导率为1.65×105W/K,与传统Cu(15%)/W相当,是柯伐合金的10倍,在密度上接近Al,不到Cu/W的1/5.由综合比较可以看出,采用注射成形与无压熔渗相结合的制备工艺,可以低成本制备综合性能优异的高体积分数SiCp/Al复合材料.     

复合电铸制备Cu/SiCp复合材料

采用复合电铸工艺制备碳化硅颗粒(SiCp)增强铜基复合材料,研究了镀液中颗粒浓度、镀液温度、电流密度对Cu/SiCp复合材料中SiCp含量的影响.通过优化各工艺参数可有效促进SiCp与铜的共沉积,提高复合材料中增强固体颗粒的含量.结果表明:随着SiCp含量增加,Cu/SiCp复合材料的热膨胀系数和导热系数减小,抗弯强度和硬度提高.此外,复合电铸工艺制备的复合材料具有较大内应力,对Cu/SiCp复合材料的热膨胀性能和硬度有一定影响.     

Si含量对Si/Al复合材料组织及性能的影响(英文)

采用放电等离子烧结(SPS)技术制备不同Si含量的电子封装用Si/Al复合材料,测试复合材料的性能,包括密度、热导率、热膨胀系数及弯曲强度;进行成分及断口分析,研究Si含量对Si/Al复合材料微观组织及热、力学性能的影响规律。结果表明:Si/Al复合材料由Si、Al组成,Al均匀分布于Si晶粒之间;随着Si含量的降低,Si/Al复合材料的相对密度不断增大,当Si含量为50%(体积分数)时,复合材料的相对密度达到98.0%;复合材料的热导率、热膨胀系数及弯曲强度均随着Si含量的增加而减小,当Si含量为60%(体积分数)时,复合材料具有最佳的热导率、热膨胀系数及强度匹配。     

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.     

十二烷基苯磺酸钠对陶瓷结合剂及金刚石分散性的影响

采用溶胶–凝胶法制备陶瓷结合剂粉末和陶瓷结合剂/金刚石混合粉末以及相应的块体材料。研究分散剂（十二烷基苯磺酸钠）质量分数为0～4.02%时，其对陶瓷结合剂物相、耐火度、弯曲强度和热膨胀系数等的影响，以及其对M2.5/5金刚石在陶瓷结合剂/金刚石混合粉末中分散性的影响。结果表明:分散剂质量分数为1.34%时，陶瓷结合剂的耐火度、弯曲强度和热膨胀系数与未添加分散剂时相比未发生明显变化，其中耐火度为700 ℃、弯曲强度为45 MPa 、热膨胀系数为4.3×10?6 ℃?1；当分散剂的质量分数从1.34%增加至4.02%时，陶瓷结合剂的耐火度降至600 ℃，弯曲强度降至28 MPa，热膨胀系数增至7.5×10?6 ℃?1；分散剂质量分数为1.34%时，M2.5/5金刚石均匀分散在陶瓷结合剂/金刚石复合材料中，且未引起复合材料的性能变化。      

热压反应烧结制备ZrB2-SiC复合材料的工艺及性能研究

以二硼化锆、正硅酸乙酯、蔗糖为原料,采用溶胶-凝胶法制备ZrB2-SiC前躯体,然后利用热压反应烧结方法,在1800℃,30MPa压力,流动的Ar气氛条件下,制备出高致密的ZrB2-SiC复合材料。其最大相对密度达到99.6%。ZrB2-SiC复合材料的抗弯强度和断裂韧性都随着SiC含量的增加先增加后降低。当SiC含量为20%时,ZrB2-SiC复合材料断裂韧性最大达到5.1MPa·m1/2。ZrB2-SiC复合材料的最大弯曲强度为272MPa,比报道出的值要低,这可能与过大的ZrB2晶粒有关。但当SiC含量为30%时,由于出现大量气孔而使材料不致密,从而导致其力学性能下降。     

高温高压法制备金刚石/铜复合材料的研究

采用高温高压法制备金刚石/铜复合材料。研究金刚石体积分数、烧结压力、保温时间、烧结温度、金刚石表面金属化对金刚石/铜复合材料热导率及热膨胀系数的影响。实验表明:金刚石体积分数70%,烧结压力2 GPa,烧结时间300 s,烧结温度1200℃时,金刚石/铜复合材料热导率达426 W/（m·K）。      

气压熔渗法制备高导热金刚石/Cu–B合金复合材料

以硼质量分数为0.5%的Cu–B合金为金属基体以及平均粒径为500 μm的金刚石颗粒为增强体,采用气压熔渗法制备金刚石/Cu–B合金复合材料,研究气压参数对其组织结构和热物理性能的影响规律。结果表明:随着气压升高,金刚石与Cu–B合金之间的界面结合效果、导热性能均增强,热膨胀系数减小;当气压为10 MPa时,其界面结合效果最优,界面处生成的碳化物层将金刚石完全覆盖,且100 ℃时的样品热导率为680.3 W/(m·K),热膨胀系数为5.038×10?6 K?1,满足电子封装材料的热膨胀系数要求。      

Si含量对Al-Si电子封装材料组织和性能的影响

采用热压成形工艺制备了Al-50Si、Al-60Si、Al-70Si合金电子封装材料,研究Si含量对材料组织和性能的影响。结果表明,Si含量对Al-xSi高Si铝合金有很大影响,Si含量为50%时,Al基体形成连续网络结构,但存在大量细小的孔隙。当Si含量增加到60%,Al基体呈连续网络状分布,内部孔洞减少。当Si含量达到70%,Si颗粒相互依存长大的几率更大,Si相尺寸明显长大。Al-60Si合金性能最佳,热导率为128.0W/(m·K),室温到150℃合金的热膨胀系数为9.92×10^-6℃^-1,密度为2.462g/cm^3。     

燃烧合成-热压制备Al_2O_3-TiC-ZrO_2纳米复合陶瓷的力学性能与显微结构

以ＴｉＯ２,Ａｌ;Ｃ,纳米 ＺｒＯ２粒子为原料,利用燃烧合成－热压工艺制备了Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＣ－ＺｒＯ２纳米复合陶瓷．添加ＺｒＯ２可使 Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＣ断裂方式由沿晶断裂转变为穿晶断裂．ＺｒＯ２纳米粒子弥散于基体中,其周围产生的应力集中可引发位错,起到亚晶界的作甲,并可使位错钉扎、堆积,阻碍位错运动,从而使复合陶瓷的力学性能得到明显改善：抗弯强度为７０６ＭＰａ,提高幅度达１９．８％;断裂韧性为 ６．３ ＭＰａ·ｍ１／２,提高幅度１８．９％;洛氏硬度为 ９４．４．     

Process optimization,microstructures and mechanical/thermal properties of Cu/Invar bi-metal matrix composites fabricated by spark plasma sintering

An orthogonal experiment scheme was designed to investigate the effects of the Cu content, compaction pressure, and sintering temperature on the microstructures and mechanical and thermal properties of (30–50)wt.%Cu/ Invar bi-metal matrix composites fabricated via spark plasma sintering (SPS). The results indicated that as the Cu content increased from 30 to 50 wt.%, a continuous Cu network gradually appeared, and the density, thermal conductivity (TC) and coefficient of thermal expansion of the composites noticeably increased, but the tensile strength decreased. The increase in the sintering temperature promoted the Cu/Invar interface diffusion, leading to a reduction in the TC but an enhancement in the tensile strength of the composites. The compaction pressure comprehensively affected the thermal properties of the composites. The 50wt.%Cu/Invar composite sintered at 700 °C and 60 MPa had the highest TC (90.7 W/(m·K)), which was significantly higher than the TCs obtained for most of the previously reported Cu/Invar composites.     

牙科Co-Cr烤瓷合金的金瓷结合性研究

通过对牙科Co-Cr烤瓷合金的XRD、SEM和EDS分析、热膨胀系数及金瓷结合强度的测定,研究了合金的成分、热膨胀系数及固态相变对其金瓷结合性的影响。试验测得Co-Cr合金的金瓷结合强度为40.9MPa,高于标准YY0621-2008中要求的25MPa。合金的显微组织由fcc钴的固溶体、hcp钴的固溶体、岛状的金属间化合物及σ相构成。合金与陶瓷的热膨胀系数差为(0.5～0.6)×10-6/℃。烤瓷过程中,合金中fcc相向hcp相的转变以及σ相的析出,降低金瓷匹配性,增大烤瓷修复体的崩瓷、裂瓷率。