SiCp/Al复合材料化学镀镍耐蚀性研究

利用交流阻抗技术和极化曲线,研究了SiCp/Al复合材料基体上高磷(w(P)=10.698%)和中磷(w(P)=6.056%)两种化学镀镍层在w(NaCl)=3.5%的NaCl溶液中的腐蚀行为,并通过扫描电子显微镜观察了镀层的腐蚀形貌。结果表明,在w(NaCl)=3.5%NaCl溶液中,以饱和甘汞电极为参比电极,高磷镀层自腐蚀电位为-0.641 V,电荷转移电阻为12.49Ω;中磷镀层自腐蚀电位为-0.879 V,电荷转移电阻为8.11Ω;高磷镀层的耐蚀性优于中磷镀层;两种镀层发生了不同程度的孔蚀。结合正交试验结果及有关文献,确定了SiCp/Al复合材料高磷化学镀镍工艺,并提出了改善镀层耐蚀性的几种途径。     

碳化硅颗粒增强铝基复合材料电弧焊研究进展

综合分析了碳化硅颗粒增强铝基复合材料(SiCp/Al复合材料)电弧焊焊接性.阐述与评价了国内外SiCp/Al复合材料电弧焊研究现状,分别讨论了钨极氩弧焊、熔化极惰性气体保护焊、等离子弧焊在连接该复合材料时存在的主要问题、解决措施、最新工艺要点.结合作者实验结果对SiCp/Al复合材料钨极氩弧焊进行重点分析,并展望了其电弧焊的发展方向.     

Mg对无压自浸渗制备SiCp/Al复合材料组织与性能的影响

采用无压自浸渗法制备SiCp/Al复合材料。研究了Mg含量对SiCp 与Al之间浸润性的影响 ;探讨了Mg含量对SiCp/Al复合材料的组织与性能的影响及其作用机理。结果表明 ,加入的Mg与SiCp 表面的氧化物薄膜和铝基体发生反应 ,生成物会阻止SiCp 与Al基体反应生成Al4 C3 脆性相 ,同时SiCp 表面的微反应也增加了基体与SiCp 的结合强度 ,改善了基体与SiCp 之间的浸润性 ,从而使复合材料的耐磨性提高了 3～ 4倍。     

SiCP／Al复合材料的显微结构分析

采用粉末冶金＋热挤压工艺制备SiCp/Al复合材料，测定其力学性能。利用X射线衍射分析复合材料物相的组成，用金相显微镜、扫描电镜和透射电镜分析其微观组织结构。结果表明，SiC颗粒在铝基体中分布比较均匀，SiC颗粒与基体结合良好；基体主要是α-Al，强化相β-Mg2Si和弥散相（Fe，Mn，Cu）3Si2Al15（体心立方结构，晶格常数1．28nm）；SiCp／Al界面则为Al和Mg元素扩散到SiC表面的SiO2层形成的20nm-30nm无定形层；复合材料的断裂机制主要是SiC颗粒断裂和SiCp／Al界面塑性撕裂：复合材料在变形过程中，SiC颗粒可阻止裂纹的扩展。     

不同SiCp预处理的SiCp/Al复合材料界面特征及耐蚀性

采用无压渗透法制备了经不同SiCp表面预处理的SiCp/Al复合材料,研究了SiC颗粒表面预处理对SiCp/Al复合材料界面特征及其腐蚀行为的影响。结果表明,高温氧化处理使SiC颗粒边界钝化,颗粒表面形成均匀SiO2氧化膜,复合材料界面结合良好,而未表面处理和酸洗的复合材料界面孔隙多,界面结合较差。经高温氧化SiC颗粒表面预处理的SiCp/Al复合材料耐腐蚀性能最好,酸洗次之,未表面处理最差。高温氧化处理形成的SiO2氧化膜对SiC颗粒起着保护作用,抑制了SiCp/Al界面Al4C3相形成,对复合材料耐腐蚀性能有利。     

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.     

Ce 盐封孔对 SiCp/ Al 复合材料表面 Ni-P 镀层的影响

为提高SiCp/Al复合材料的耐腐蚀性能,先化学镀镍,再沉积稀土封孔,讨论了稀土溶液主盐Ce(NO3)3浓度和沉积时间对镍-稀土多层膜耐蚀性能的影响。结果表明:化学镀镍的SiCp/Al复合材料在室温下沉积稀土时,采用Ce(NO3)3含量1 g/L、成膜时间2 h的条件获得的多层膜耐蚀性最好,其腐蚀电位为-0.48mV,腐蚀电流密度为3.54×10-8A/cm2;稀土在膜层中以Ce的氧化物颗粒堆积状态存在,起到了封孔的作用;膜层中的镍磷合金呈多晶态,而稀土含量少,未能测出;稀土溶液浓度越高,沉积速度越快,而在相同浓度下,膜层厚度随着时间的延长而增加,越厚则膜层结合力越差。     

磷含量对Sn-2.5Ag-2.0Ni/Ni(P)钎焊接头组织及剪切强度的影响

而后者主要是Ni向焊料中扩散使得基体和镀层之间形成了孔洞,从而导致SiCp/Al复合材料与Ni(P)镀层结合力的迅速降低.     

颗粒氧化处理对SiC_p/Al复合材料耐蚀性的影响

对SiC颗粒(SiCp)进行了1 100℃高温氧化处理,并制备了SiCp/Al复合材料。采用化学浸泡试验、扫描电镜、失重曲线、电化学测试等方法研究了氧化处理时间对SiCp/Al复合材料腐蚀行为的影响。结果表明,不同时间氧化处理后SiC颗粒表面形成不同形貌的SiO2氧化层,该氧化层可阻碍高温下铝液与SiC颗粒直接接触,避免了有害界面反应的发生,阻碍容易发生水解反应的Al4C3的生成,进而提高SiCp/Al复合材料的耐蚀性。     

热压对喷涂SiCp/Al复合材料组织和热性能的影响

为了将SiCp／Al复合材料应用到电子封装领域，利用亚音速火焰喷涂技术制备了SiCp／Al复合材料，探讨了热压处理对喷涂SiCp／Al复合材料组织及热性能的影响。结果表明，体积分数和孔隙率是影响喷涂SiCp／Al复合材料热性能的主要因素。热压处理可以有效地降低喷涂SiCp／Al复合材料内部的孔隙率，使复合材料的组织更加致密、均匀、界面结合更加牢固。与喷涂态相比较，热压处理后SiCp／Al复合材料热导率和热膨胀系数均有所提高。     

Microstructure Characteristics of SiC Particle-Reinforced Aluminum Matrix Composites Coatings by Cold Spraying

A dense Al/SiCp composite coating with high volume fraction(60%)of nano SiCp reinforcement was fabricated by cold spraying of ball-milled Al-60SiCp composite powder.The morphologies evolution of the Al-60SiCp composite powder during ball milling and the microstructure and microhardness of the cold-sprayed Al-60SiCp composite coating were investigated.The results show that Al particles undergone fracture deformation and nano SiC particles are uniformly distributed in soft Al matrix after ball milling.A dense Al-60SiCp composite coating can be fabricated by cold spraying of ball milled composite powder.Nano SiC particles in the cold-sprayed Al-60SiCp composites coating exhibit a reasonably uniform distribution.The Hv0.5 microhardness of the Al-60SiCp composite coating is reached up to(5.30±0.53)GPa due to the enhancement of SiC particles,compared to(0.34±0.03)GPa for the pure Al bulk.     

Electrochemical corrosion behaviour of Mg–Al alloys with thermal spray Al/SiCp composite coatings

The corrosion protection of Mg–Al alloys by flame thermal spraying of Al/SiC particles (SiCp) composite coatings was evaluated by electrochemical impedance spectroscopy in 3.5 wt.% NaCl solution. The volume fraction of SiCp varied between 5 and 30%. The as-sprayed Al/SiCp composite coatings revealed a high number of microchannels, largely in the vicinity of the SiCp, that facilitated the penetration of the electrolyte and the subsequent galvanic corrosion of the magnesium substrates. The application of a cold-pressing post-treatment reduced the degree of porosity of the coatings and improved the bonding at the coating/substrate and Al/SiC interfaces. This resulted in improved corrosion resistance of the coated specimens. The effectiveness of the coatings slightly decreased with the addition of 5–30 vol.% SiCp compared with the unreinforced thermal spray aluminium coatings.     

不同体积分数SiCp/Al复合材料单颗磨粒划切仿真与试验研究

SiCp/Al复合材料由性能差异巨大的碳化硅颗粒与铝合金基体组成,切削过程复杂,影响加工质量因素多,材料仿真建模困难。本文提出了虑及颗粒随机分布特性、形状、粒径、体积分数等因素的SiCp/Al复合材料参数化建模方法,研究了不同体积分数SiCp/Al复合材料的去除过程、切削力、表面形貌及损伤等,并进行了试验验证。仿真分析与试验结果表明,参数化建模效果较好。SiCp/Al复合材料具有表面损伤严重、切削力大、基体涂覆掩盖表面缺陷、实际切削深度小等特点,不能单纯以表面粗糙度评价SiCp/Al复合材料的加工质量。粒径大、体积分数高的SiCp/Al切削力、比磨削能更低,表面质量更差,实际切削深度更小,铝合金涂覆现象更严重且覆盖层易脱落。SiC粒径对表面损伤、切削力、比磨削能有重要影响。本文可为SiCp/Al复合材料表面去除特点研究与工程应用提供一定的借鉴。     

2024Al与SiC_p/2024Al复合材料的腐蚀与腐蚀控制研究

用电化学方法和腐蚀失重法研究了 ２０２４Ａｌ和ＳｉＣｐ／２０２４Ａｌ复合材料在 ３．５％ＮａＣｌ水溶液中的耐蚀性,用电化学阻 抗技术对它们的硫酸阳极氧化膜保护性进行了跟踪评价．结果表明ＳｉＣｐ／２０２４Ａｌ在 ３．５％ＮａＣｌ水溶液中比 ２０２４Ａｌ有较大的 腐蚀敏感性．２０２４Ａｌ表面的阳极氧化膜,经热水封闭后,可提供相当好的保护作用．热水封闭的Ｓｉｐ／２０２４Ａｌ阳极氧化膜, 具有良好的耐 ＮａＣｌ溶液腐蚀能力,由于氧化膜中ＳｉＣ颗粒的存在破坏了氧化膜的完整性和均匀性,故其耐蚀性不如 ２０２４ Ａｌ 合金的阳极氧化膜．     

Anomalous reheating behavior of SiCp/Al composite with high volume fraction reinforcement

The reheating behavior of 50 vol.% SiCp/Al squeeze casting composite was investigated at temperatures ranging from 600°C to 900°C using XRD and SEM techniques from the microstructural point of view. It was found that SiCp/Al composite could hold its original shape while being reheated at temperatures elevated even far above the melting temperature of pure Al. The high volume fraction of SiC reinforcement, which would restrict the fluidity of molten Al matrix and the reconfiguration of SiC particles during the reheating of SiCp/Al composite, was thought to be responsible for the “remelting resistance” of the SiCp/Al composite. The extent of the reaction between the SiC particles and molten Al was found to increase with increased reheating temperature. From the viewpoint of controlling the formation of aluminum carbide, reheating temperature either for recycling or for remelting processing of the SiCp/Al composite, a temperature lower than 750°C would be better. Despite its being unfavorable to remelting or recycling processing, the remelting resistance of the SiCp/Al composite with high volume fraction reinforcement is attractive for thermal function and high temperature applications.     

SiCp表面化学镀铜工艺研究

SiCp因其高强度、高模量、耐热、耐磨、耐高温等性能而被作为颗粒增强体制备金属基复合材料。本文用正交法优化了SiCp表面化学镀铜工艺,获得了Cu包覆SiCp,测定了SiCp的增重百分率及镀液的PH值随时间的变化规律,并对镀覆层形貌进行了SEM考察,结果表明,镀液的PH值及Ni^2 浓度对镀速影响最为显著;粒子分散很好、镀层均匀。     

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。     

SiCP增强相含量对复合材料SiCP/3003Al闪光对焊接头强度及显微组织的影响

利用闪光对焊的方法对所制备的SiCp/3003Al复合材料进行焊接，并对不同SiCp增强相体积分数的复合材料的接头强度和显微组织进行了分析。结果表明，接头的强度和悍缝区碳他硅颗粒富集带的宽度，均随着母材中碳化硅颗粒含量的增加而增加。     

轻质CB/RGO复合涂层的制备及其吸波性能研究

目的制备吸波性能优异的碳基复合吸波涂层。方法采用液相法在导电炭黑(CB)体系中原位生长还原氧化石墨烯(RGO)材料,合成了CB/RGO复合吸收剂,并以环氧树脂为基体制备了CB/RGO复合涂层。利用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对制备的CB/RGO复合吸收剂进行微观结构表征,研究了吸收剂填充量和厚度对涂层电磁性能的影响规律。结果微观结构分析表明,CB以一种类似“葡萄状”的结构形态附着在石墨烯片层之间,在其表面实现包覆性生长,分散均匀且具有较好的附着力;制备的CB/RGO复合涂层质地均匀,密度仅为1.1 g/cm^3,兼具轻质柔性的特征。微波反射率测试结果显示,在高填充量3.0%和3.7%下,涂层均未表现出明显的强电磁吸收能力,而在低填充量1.6%和2.3%下,涂层表现出十分优异的微波吸收性能。结论当填充量为2.3%、厚度为1.9 mm时,涂层表现出最佳的吸波性能,最大吸波强度为−17.1 dB,有效吸波频宽达到6.63 GHz,覆盖整个测量频段的66.3%,显示出良好的宽频吸波性能。另外,当厚度为2.5 mm时,填充量为2.3%的涂层实现了雷达波在X波段的微波全吸收。     

稀土Ce和变形参数对SiCp/Al复合材料热变形的影响

制备了SiC质量分数为5％、8％,Ce质量分数为0.05％的SiCp/Al复合材料.利用Gleeble-1500热模拟试验机,在不同变形温度、变形速率下进行压缩试验,研究了稀土Ce对SiCp/Al复合材料热变形行为的影响.结果表明,SiC质量分数为8％的SiCp/Al复合材料在低温高应变速率条件下发生了动态再结晶.同样条件下,高应变速率的复合材料动态再结晶晶粒比低应变速率下的细小.稀土元素Ce对SiCp/Al复合材料具有明显的强化作用,并且稀土元素Ce能抑制复合材料的动态再结晶.