镍-碳化硅纳米复合电铸层的制备

在应用电铸技术制备Ni—SiC纳米复合材料的工艺中，分析了当镀液pH值、温度以及搅拌速度一定时，镀液中纳米SiC颗粒悬浮量和阴极电流密度对Ni—SiC复合电铸层中纳米SiC复合量和电铸速率的影响。用SEM对纳米复合电铸层的表面形貌和组织成分进行了分析，同时探讨了纳米复合电铸层中SiC颗粒复合量对其显微硬度的影响。结果表明，Ni—SiC纳米复合电铸层表面光滑平整，显微组织均匀、致密，显微硬度较纯镍镀层有明显提高。     

粉末注射成形SiCp/Cu复合材料的显微组织与力学性能

通过粉末注射成形技术制备了SiC颗粒增强Cu基复合材料,并采用溶剂脱脂和热脱脂工艺对注射坯料进行脱脂,再对脱脂坯料进行了烧结,获得了致密烧结件.观察了不同SiC含量的SiCp/Cu复合材料的断口形貌,研究了不同SiC含量SiCp/Cu复合材料的硬度、抗拉强度和磨损性能.结果表明:随着SiC含量的提高,SiCp/Cu复合材料的断口韧窝减少,撕裂棱增多,材料趋向于脆性断裂;随着SiC含量的提高,该复合材料的硬度升高,但强度在SiC含量为10vol％时最高,SiC含量进一步提高则强度下降;随着SiC含量的提高,SiCp/Cu复合材料由粘着磨损向颗粒磨损转变,磨损率下降.     

超声场中镍-氧化铈纳米复合材料的电铸工艺

采用电铸方法在超声场中制备了Ni-CeO2纳米复合材料,研究了超声波功率、CeO2纳米颗粒添加量、阴极电流密度对纳米复合材料中CeO2含量的影响,考察了超声波作用下的电铸速率和电流效率,并对纳米复合材料表面形貌和显微硬度进行了检测.结果表明,超声场中制备Ni-CeO2纳米复合材料的最佳工艺参数:超声波功率为300 W,频率为28 kHz,CeO2纳米颗粒添加量为40 g/L,阴极电流密度为6 A/dm2,镀液温度范围在45～60 ℃,在最佳工艺条件下可获得CeO2质量分数为3.0 %的Ni-CeO2纳米复合材料;与无超声作用时制备的Ni-CeO2纳米复合材料相比,其表面形貌更平整、组织更致密、晶粒更细小.在电铸中引入超声波,可抑止纳米颗粒的团聚,促进纳米颗粒与基体金属均匀共沉积,进一步细化晶粒;并且可以提高电铸速率和电流效率,明显提高纳米复合材料的显微硬度.     

电铸Ni-CeO2纳米复合材料的工艺研究

用电铸法制备了Ni-CeO2纳米复合材料，考察了镀液中CeO2纳米颗粒浓度、阴极电流密度、镀液温度对纳米复合材料中CeO2含量及纳米复合材料显微硬度的影响，对纳米复合材料的表面形貌进行了分析。结果表明，制备Ni-CeO2纳米复合材料的最佳工艺条件为纳米颗粒添加量为40g／L，阴极电流密度为4A／dm^2，镀液温度为55℃，pH值为3．8；在最佳工艺条件下可得到CeO2质量分数为8．5％的Ni-CeO2纳米复合材料，其表面光滑平整、组织均匀致密，且显微硬度HV达到598，较纯镍有显著提高。     

复合电铸Fe-SiCp摩擦层的制备工艺

在Q235钢表面上复合电铸一层铁基SiCp摩擦材料,探讨了镀液中SiCp的质量浓度、电流密度、pH值及镀液温度对电铸层组织与性能的影响.结果表明,当镀液中SiCp的质量浓度为35 g/L,电流密度为3.5 A/dm2时,复合电铸摩擦层的干摩擦因数在0.55～0.60之间,磨损率小于0.42×10-7 cm3/J,达到了摩擦材料要求.     

基于电铸技术的Ni-ZrO2纳米复合材料制备工艺

在镀液的pH值、温度和搅拌速度一定的条件下，分析了镀液中纳米ZrO2颗粒悬浮量和阴极电流密度等工艺参数对Ni-ZrO2复合电铸层中纳米ZrO2复合量的影响。运用正交试验法优化了对复合沉积层中纳米ZrO2复合量j舒较大影响的各工艺参数，同时用SEM对纳米复合电铸层进行了表面形貌和成分的能谱分析。结果表明，由优选工艺参数所制备的Ni-ZrO2纳米复合电铸层。表面平整光滑，组织均匀、致密，并且其显微硬度较纯镍镀层有明显提高。     

SiCp/ZA27复合材料的制备及其力学性能

探讨了半固态机械搅拌法制备SiCp/ZA2 7复合材料的工艺 ,以及SiCp含量、大小对复合材料抗拉强度和硬度的影响 ,并对其抗拉断口进行了SEM分析。结果表明 :用该工艺可制得SiCp分布较均匀的锌基复合材料 ,其强度随SiCp含量、粒度的增大而减小 ;经SEM分析 ,其断口呈部分韧性断裂 ,且断裂机制因SiCp含量、大小的不同而不同 ;当复合材料中V(SiCp) <5 %时 ,其硬度值随加入量的增加而升高 ,当V(SiCp) >5 %时 ,随含量增加而降低 ,且小颗粒SiCp增强复合材料的硬度比大颗粒的要高     

粉末注射成形SiCp/Cu复合材料的显微组织和力学性能

采用粉末注射成形技术制备了SiCp体积含量分别为5％、10％和15％的SiCp/Cu复合材料,对该复合材料的显微组织、显微硬度和抗拉强度进行了检测,观察了拉伸断口的形貌,对拉伸断口进行了能谱分析.结果表明:SiC颗粒较均匀地分布在Cu基体中;随着SiCp含量的增加,该复合材料的硬度增大,而抗拉强度先增大后减小;该复合材料拉伸断裂的裂纹源主要为SiC颗粒附近Cu基体的开裂、SiC颗粒与Cu基体界面的脱粘两种情况;在氢气气氛条件下烧结得到的该复合材料中不含O元素.     

真空热压烧结VC／Cu基复合材料的研究

研究了用热压烧结和冷压烧结工艺制备的VC颗粒增强Cu基复合材料.综合分析了两种工艺制备的材料的微观组织与力学、物理性能及其VC含量对其组织和性能的影响.结果表明,采用真空热压烧结工艺制得的VC/Cu基复合材料,硬度和电导率相比于冷压烧结工艺所得材料有明显提高,相对密度可达94.0%;两种方法制备的VC/Cu复合材料的硬度随颗粒含量的增加而增加,但当颗粒含量达到一定程度时,VC颗粒会发生偏聚,将割裂基体与基体之间的结合,导致材料的硬度下降;而且材料的电导率随颗粒含量的增加而减小.     

热处理对SiCp/Al-Cu-Mg基复合材料力学性能的影响

用粉末冶金法制备了SiCp/Al-Cu-Mg基复合材料,研究了SiC颗粒体积分数、Mg在基体合金中的含量(质量分数)以及热处理工艺对SiCp/Al-Cu-Mg复合材料的力学性能的影响.结果表明,热处理工艺、SiC颗粒的加入和在基体合会中的Mg含量,都能明显提高复合材料的硬度和强度.9v01%SiC/Al-4wt%Cu-1.2wt%Mg复合材料的力学性能最好,其硬度和强度由热处理前的101.3 HV0.02和285 MPa提高到热处理后的151.5 HV0.02和372 MPa.     

挤压铸造条件下铝基复合材料铸造流动性研究

研究SiCp/A356铝基复合材料在铸造压力、碳化硅含量、金属模温和铸件尺寸厚度(代表凝固冷却速率)等不同工艺参数下的铸造流动性.结果表明,随着SiC颗粒添加量的增加,铝基复合材料的流动性呈现降低的趋势.而随着铸造压力的升高,复合材料的流动性呈现显著增加的情况.但当压力超过10 MPa以上时,其流动性并未有显著增加,仅是微幅增加而已.其次,增加模具的温度也可以增加铝基复合材料的流动性,尤其对薄件(厚2 mm)更为明显.     

SiCp含量和尺寸对Al基复合材料摩擦学特性的影响

通过分析SiCp/Al基复合材料中第二相SiCp的含量、分布和尺寸对其性能的影响,深入地研究了微米、亚微米SiCp/Al复合材料的摩擦磨损特性,尤其是SiCp/Al复合材料磨损亚表层特性的影响.研究结果表明:复合材料的磨损是粘着磨损、微切削和剥层的共同作用,SiCp对材料粘着磨损有一定的抑制作用,且随着SiCp粒度和含量的增大,SiCp/Al基复合材料的耐磨性也随之增加;由于SiCp承担了部分载荷和表层存在着机械混合层,因此复合材料具有比其基体金属更高的耐磨性.     

挤压铸造条件下铝基复合材料铸造流动性研究

研究了SiCp/A356铝基复合材料在不同铸造压力、碳化硅含量、金属型温和铸件尺寸厚度(代表凝固冷却速率)等工艺参数下的铸造流动性.结果显示,随着SiC颗粒添加量的增加,铝基复合材料的流动性呈显著降低的趋势.随着铸造压力的提升,复合材料的流动性显著增加.但当压力超过10MPa后,流动性仅是微幅增加.其次,提高模具温度也可以增加铝基复合材料的流动性,尤其对壁厚2mm左右的件更为明显.     

微波烧结镀铜TiB_2增强铜基复合材料的膨胀性能

应用化学镀铜方法对TiB2颗粒进行表面镀铜,采用微波烧结技术制备了含TiB2体积分数不同的TiB2/Cu复合材料,测试了试样在50~300℃区间的膨胀系数,探讨了TiB2含量及其表面改性对TiB2/Cu复合材料热膨胀系数的影响。结果表明:随着TiB2含量的增加,复合材料的膨胀系数降低;TiB2颗粒表面镀铜后,在TiB2相同含量条件下,TiB2/Cu复合材料的膨胀系数进一步降低;理论模型计算结果表明,TiB2未镀铜的TiB2/Cu复合材料的膨胀系数与ROM模型计算值相符合,而TiB2镀铜的TiB2/Cu复合材料的膨胀系数与Kerner模型计算值相符合,反映了TiB2颗粒镀铜后能很好地改善颗粒与基体的结合。     

活化烧结制备W-Cu复合材料及其性能

研究添加元素Ni对W-Cu复合材料组织和性能的影响。利用预混粉、机械球磨和活化液相烧结法制备不同Ni含量W-Cu复合材料,采用电子扫描显微镜、X射线衍射仪、激光导热仪等对复合材料的显微组织、物相、热导率、热膨胀系数和硬度进行检测与分析。结果表明:当W-Cu复合材料中不添加Ni元素时,W颗粒团聚形成闭合孔隙,液相Cu无法有效填充孔隙,导致W-Cu组织分布不均匀。随着Ni含量逐渐增加,钨颗粒尺寸不断增大,Cu相将W颗粒包覆;当Ni含量增至5%时,Cu相分布呈网状结构,复合材料组织的均匀分布。在性能方面,随着Ni元素含量的增加,W-Cu复合材料的致密度从83.91%提高到95.59%,硬度由229HV提升至304HV,各温度下热导率和热膨胀系数均有所下降。     

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.     

Influence of additives and concentration of WC nanoparticles on properties of WC−Cu composite prepared by electroplating

The effects of additives (polyethylene glycol (PEG), sodium dodecyl sulfate (SDS)) and WC nano-powder on the microstructure, relative density, hardness and electrical conductivity of electroplated WC−Cu composite were investigated. The preparation mechanism was also studied. The microstructure of samples was analyzed by XRD, SEM, EDS, TEM and HRTEM. The synergistic effect of PEG and SDS made the WC−Cu composite more compact during the electroplating process. The hardness of WC−Cu composites increased with the increase in WC content, while the electrical conductivity decreased with the increase in WC content. The density of samples tended to increase initially and then decreased with increase in the additive content. When the electroplating solution contained 10 g/L WC nano- powder, 0.2 g/L PEG and 0.1 g/L SDS, the WC−Cu composite exhibited hardness of HV 221 and electric conductivity of 53.7 MS/m. Therefore, the results suggest that WC−Cu composite with excellent properties can be obtained by optimizing the content of additives and WC particles.     

Al2 03 -Cu、CNT-Cu、石墨-Cu复合铸件的制备及性能研究

复合电铸技术的研究对于小型精密零部件及梯度材料的制备具有重要意义。利用纳米Al2 03碳纳米管(CNT)、石墨3种不同特性的微粒分别与Cu进行复合电铸,研究微粒特性和电流密度对复合铸层沉积速度、结晶形貌以及铸件机械性能的影响。试验结果表明：对于Al2 03 -Cu复合铸层,电流密度的增大可起到明显细化晶粒的效果,而石墨、CNT微粒本身就具有细化晶粒的作用。研究还表明,第二相微粒特性（如小尺寸效应、导电性等）对复合铸层沉积过程中晶核的形成和长大具有明显的影响。同时,微粒在基体中均匀弥散分散、晶粒尺寸以及结晶致密程度都会影响铸层的机械性能。在相同工艺条件下,石墨-Cu复合铸层具有更为均匀致密的组织结构和更为优良的机械性能。     

Preparation and Thermal Expansion Property of ZrWMoO8 / Cu Composite

采用前驱体分解法制备了高纯ZrWMoO8粉体。为获得ZrWMoO8/Cu复合材料,首先将ZrWMoO8与Cu按1:1的比例进行研磨获得混合粉,采用化学镀的方法获得ZrWMoO8与Cu比例为1:1的包覆粉,然后压片并在氩气气氛保护下于500℃烧结3 h获得复合材料。详细研究了复合材料的热膨胀性能并且发现包覆粉更适合制备ZrWMoO8/Cu复合材料。结果表明:烧结后,混粉制备的复合材料中部分ZrWMoO8发生了分解并且与Cu发生了反应,而以包覆粉制备的ZrWMoO8/Cu复合材料未检测出ZrWMoO8的分解产物。包覆粉制备的复合材料在25~250℃显示的热膨胀系数为3.3774×10-6℃-1,其相对密度达到90.6%。     

热压烧结制备Cu/FeCoCr复合材料的显微组织及热物理性能

利用相图计算的CALPHAD方法和超音雾化制粉技术,在CuFeCoCr体系中设计并制备了一系列微米级复合粉体。通过热压烧结方法在烧结温度为950℃,烧结压力为45 MPa的工艺条件下成功获得块体复合材料。研究了块体复合材料中Cu含量对显微组织,热导率,热膨胀系数以及显微硬度的影响。结果表明:CuFeCoCr块体复合材料均由fcc富铜相和fcc富铁钴铬相组成。该系列复合材料经600℃时效处理8 h后,其热膨胀系数变化范围为5.83×10-6~10.61×10-6 K-1,热导率变化范围为42.17~107.53 W·m-1·K-1。其中Cu55(Fe0.37Cr0.09Co0.54)45复合材料表现出良好的综合性能,即其热膨胀系数和热导率分别为9.08×10-6K-1和91.09 W·m-1·K-1,与电子封装半导体材料的热膨胀系数相匹配。